翁志遠(yuǎn)

中國(guó)人民大學(xué)

地球太陽(yáng)木星土星內(nèi)部，蘊(yùn)藏著超級(jí)超級(jí)能量

翁志遠(yuǎn)

中國(guó)人民大學(xué)

地球太陽(yáng)木星土星內(nèi)部，蘊(yùn)藏著超級(jí)超級(jí)的能量，溫度能夠幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)年基本上恒定。地核直徑高達(dá)6,976公里，溫度高達(dá)6,000℃，即使裸露都很難冷卻下來(lái)。地幔厚度約3,000公里，溫度約3,000℃，也蘊(yùn)藏超級(jí)能量。地殼相當(dāng)于超厚“棉被”，保持地球內(nèi)部溫度數(shù)百萬(wàn)年基本恒定。太陽(yáng)炙熱核心直徑高達(dá)35萬(wàn)公里（可容納20,000多地球），核心溫度高達(dá)1,500萬(wàn)℃；即使裸露放置宇宙空間，也很難冷卻下來(lái)。太陽(yáng)輻射帶平均溫度約700萬(wàn)℃，蘊(yùn)藏著超級(jí)能量，太陽(yáng)的對(duì)流層和光球相當(dāng)于超級(jí)“棉被”，厚度遠(yuǎn)超過(guò)地殼厚度，內(nèi)部溫度高達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至1,500萬(wàn)攝氏度，表面才6,000攝氏度，超級(jí)“高溫球體”直徑達(dá)到1,392,000公里。太陽(yáng)內(nèi)部蘊(yùn)藏的超級(jí)能量，能夠保證太陽(yáng)表面幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)年溫度基本恒定，變化不大。

炙熱地核；地幔；地殼；太陽(yáng)核心；輻射帶和對(duì)流帶；太陽(yáng)表面；木星；土星

引言

有一座山峰高度為500米,假設(shè)被整體加熱到1000℃,并且被裸露放置自然環(huán)境中冷卻,靠近山峰的人將感覺(jué)如同烤爐。山峰整體溫度1000攝氏度,高度為500米近似矩形,被裸露放置到自然界，兩天三天、甚至兩三個(gè)月,溫度都不能夠徹底降下來(lái),人員靠近仍然能夠感覺(jué)出很熱。炙熱地核位于地球的最內(nèi)部，半徑約3,488公里，溫度達(dá)到6,000℃（鎢是熔點(diǎn)最高的元素，鎢的熔點(diǎn)為3410℃，沸點(diǎn)5927℃）。太陽(yáng)的直徑約1,392,000公里，太陽(yáng)炙熱核心大約太陽(yáng)半徑四分之一的區(qū)域（可容納20,000多地球）[2]；核心物質(zhì)密度高達(dá)150 g/cm3，溫度約1,500萬(wàn)℃。

一、太陽(yáng)、土星、木星的基本情況

太陽(yáng)：直徑約1,392,000公里[6]，太陽(yáng)質(zhì)量約占太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.86%[1]；太陽(yáng)核心是指距離太陽(yáng)中心約太陽(yáng)半徑的四分之一區(qū)域，核心物質(zhì)密度高達(dá)150 g/cm3[3]，炙熱核心溫度高達(dá)1,500萬(wàn)℃，表面溫度只有約6,000℃。核心光子流抵達(dá)太陽(yáng)表面需要10,000年至170,000年的時(shí)間[4]。從大約0.25至0.7太陽(yáng)半徑處，太陽(yáng)物質(zhì)是熱且稠密的；同時(shí)隨著與中心距離的增加，溫度也從7,000, 000K降至2,000,000K[4]；表面溫度降至5,800K[6]。

木星：距太陽(yáng)（由近及遠(yuǎn)）順序?yàn)榈谖澹酁樘?yáng)系體積最大、自轉(zhuǎn)最快的行星。木星半徑71,492公里，直徑約142,984公里；約1,321倍地球體積，317.8地球質(zhì)量[12]。累計(jì)衛(wèi)星達(dá)66顆，木星中心溫度估計(jì)高達(dá)30,500℃。古代中國(guó)稱之歲星，取其繞行天球一周為12年。西方語(yǔ)言一般稱之朱比特，源自羅馬神話中的眾神之王、相當(dāng)于希臘神話中的宙斯。

土星：繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為14億公里[10]，土星有土星環(huán)，截止2012年已發(fā)現(xiàn)62顆衛(wèi)星。土星直徑約12萬(wàn)公里，有一個(gè)直徑為2萬(wàn)公里的核心，核心溫度高達(dá)11,700℃[8]。1969年，一架飛機(jī)在地球大氣高層對(duì)土星的熱輻射作了紅外觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)土星和木星一樣，它輻射出的能量是它從太陽(yáng)接收到的能量的兩倍。這表明土星和木星一樣有內(nèi)在能源。后來(lái)“先驅(qū)者”11號(hào)的紅外探測(cè)證實(shí)了這一點(diǎn)，測(cè)得土星發(fā)出的能量是從太陽(yáng)吸收到的2.5倍。

二、地球結(jié)構(gòu)和地?zé)?/h2>

炙熱地核：位于地球的最內(nèi)部，半徑約有3,488公里；溫度高達(dá)6,000℃，分為內(nèi)核和外核；高密度，平均每立方厘米重12克。

地幔：從地核外圍約2900千米深處[11]的古登堡界面一直延伸到約33千米深處莫氏不連續(xù)面的區(qū)域被稱作地幔，平均溫度約3000攝氏度。

地殼：地殼指的是從地面至平均深度約33km深處的莫霍界面的地下區(qū)域。地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著難以想象的巨大能量。據(jù)估計(jì)，僅地殼最外層10千米的范圍內(nèi)，就擁有2554億億億焦熱量，相當(dāng)于全世界現(xiàn)產(chǎn)煤炭總發(fā)熱量的2000倍。

熔巖：地殼底層溫度達(dá)1,000℃以上，火山爆發(fā)時(shí)，地球內(nèi)部幾十千米深處的巖漿，經(jīng)長(zhǎng)途跋涉到地面，仍有1,000℃以上的高溫，測(cè)算地核溫度達(dá)6,000℃以上。

三、地?zé)岈F(xiàn)象和火山噴發(fā)現(xiàn)象

“水深火熱”話冰島：冰島是富地?zé)豳Y源的國(guó)家。它地處北極圈附近，盡管氣候寒冷，但地下卻蘊(yùn)藏著巨大熱能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，冰島擁有溫泉、熱泉、汽泉、間歇泉達(dá)1500多個(gè)。在冰島10多萬(wàn)平方千米的國(guó)土上有30座活火山。地球內(nèi)部之火唾手可得，地?zé)豳Y源久用不衰；一個(gè)天然的溫泉，經(jīng)久不息地流出地?zé)崴?，幾百年溫度變化也不大?/p>

西藏羊八井地?zé)崽铮涸诤０?200米高的谷地上，熱水沼澤星羅棋布，熱汽的噴發(fā)遍地可見(jiàn)；最引人囑目的是熱水湖，湖面面積7350多平方米，水溫常常有46～57℃；坐落在它周圍的幾處沸泉，溫度高達(dá)92℃；在中國(guó)臺(tái)灣省的南部有一溫泉，水溫竟高達(dá)140℃。

火山：是熾熱地心的窗口，火山噴出口是一條由地球上地?；驇r石圈到地表的管道，大部分物質(zhì)堆積在火山口附近，有些被大氣攜帶到高處而擴(kuò)散到幾百或幾千公里外的地方。

火山形成：在距離地面大約32公里的深處存在大量高溫液體，其溫度之高足以熔化大部分巖石。世界的某些地區(qū)，山脈在隆起。這些正在上升的山脈下面的壓力在變小，這些山脈下面可能形成一個(gè)熔巖（也叫“巖漿”）庫(kù)。這種物質(zhì)沿著隆起造成的裂痕上升。熔巖庫(kù)里的壓力大于它上面的巖石頂蓋的壓力時(shí)，便向外迸發(fā)成為一座火山。

火山噴發(fā)：是一種奇特的地質(zhì)現(xiàn)象，是地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)的一種表現(xiàn)形式，也是地球內(nèi)部熱能在地表的一種最強(qiáng)烈的顯示，是巖漿等高溫液體噴出物在短時(shí)間內(nèi)從火山口向地表的釋放。火山噴發(fā)時(shí)，熾熱的氣體、液體或固體物質(zhì)突然冒出，這些物質(zhì)堆積在開(kāi)口周圍，形成一座錐形山頭?！盎鹕娇凇笔腔鹕藉F頂部的洼陷，錐形山是火山形成的產(chǎn)物?；鹕絿姵龅奈镔|(zhì)主要是氣體，但是象渣和灰的大量火山巖和固體物質(zhì)也噴了出來(lái)?；鹕奖l(fā)是一種很嚴(yán)重的自然災(zāi)害，它常常伴有地震，因此火山噴發(fā)會(huì)對(duì)人類造成危害。但同時(shí)它也帶來(lái)一些好處，例如：可以促進(jìn)寶石的形成；擴(kuò)大陸地的面積，夏威夷群島就是由火山噴發(fā)而形成的。

四、實(shí)驗(yàn)、分析

實(shí)驗(yàn)：假設(shè)有一座高度為500米近似矩形的山峰,被整體加熱到1000攝氏度,然后完全裸露放置在自然環(huán)境中冷卻,緊靠山峰的人將會(huì)感覺(jué)如同巨大的烤爐。龐大的，高溫的山峰被裸露放置兩天三天、甚至兩三個(gè)月,溫度都不能夠徹底的降下來(lái),人員靠近仍然能夠感覺(jué)出很熱。

分析：全世界的山峰應(yīng)該說(shuō)數(shù)不清。但是全世界所有山峰加一起的體積，與厚度33公里的地殼體積相比，幾乎可以忽略。炙熱的地核半徑達(dá)3,488公里，并且溫度高達(dá)6000攝氏度。一座500米，溫度1000攝氏度的小山脈，裸露放置都不能夠很快冷卻。青藏高原總面積250萬(wàn)平方公里，平均海拔4000～5000米，與地殼和炙熱地核比較，只能夠算是沙粒。假設(shè)能夠?qū)⒅睆竭_(dá)7,000公里，溫度高達(dá)6,000℃的炙熱地核取出，裸露放置宇宙空間中冷卻，也很難被降低。何況在地核外還擁有數(shù)千公里厚度的地幔和幾十公里厚的巖石地殼；相當(dāng)于是給炙熱地核包裹上無(wú)數(shù)層的“棉被”。我們先不說(shuō)炙熱地核，僅僅是地殼下面厚度達(dá)到近3千公里、溫度達(dá)到數(shù)千攝氏度的地幔，想讓超級(jí)體積的地幔整體冷卻，遠(yuǎn)比一座山脈冷卻要困難很多很多。

五、結(jié)論

地殼巖石保溫：地?zé)岷突鹕絿姲l(fā)現(xiàn)象，都能夠充分的證明地殼下面是數(shù)千攝氏度的巖漿。地球半徑6,378公里，直徑12,756公里；大陸地殼平均厚度約33公里，海洋地殼平均厚度只有10公里；33公里與6,378公里相比，應(yīng)該說(shuō)連雞蛋殼厚度都達(dá)不到，地殼相對(duì)于地幔巖漿來(lái)說(shuō)完全可以稱之為“膜”?！澳ぁ毕旅鏈囟?000攝氏度以上，“膜”的表面就是我們現(xiàn)在的溫度。總面積250萬(wàn)平方公里，平均海拔4000～5000米的青藏高原，只能夠算“膜”上的一粒粉塵。

“棉被”：厚度達(dá)幾十公里的地殼“膜”，相當(dāng)于給炙熱地核和炙熱地幔蒙上一層厚厚的“棉被”?！澳ぁ毕旅媸?,000℃以上的高溫熔巖，“膜”表面就是我們現(xiàn)在的溫度。炙熱地核、地幔擁有超級(jí)體積、超級(jí)質(zhì)量、和超級(jí)能量。由于有很厚的地殼覆蓋，所以能量釋放相當(dāng)緩慢。對(duì)于直徑高達(dá)13,000公里的超級(jí)“炙熱火球”，經(jīng)地殼“棉被”覆蓋包裹后，表面溫度為常溫。如果按照這種速度釋放，炙熱地核地幔蘊(yùn)藏的超級(jí)能量，能夠保證地球表面幾百萬(wàn)、甚至幾千萬(wàn)年，溫度都不會(huì)有大的變化，地表溫度基本上可以說(shuō)是恒定的。

土星：直徑約12萬(wàn)公里，有一個(gè)直徑為2萬(wàn)公里的核心，核心溫度11,700℃[8]，表面溫度零下-139攝氏度[15]。應(yīng)該說(shuō)土星與地球很情況相似，區(qū)別在于土星直徑達(dá)到12萬(wàn)公里，內(nèi)核直徑達(dá)2萬(wàn)公里，核心溫度達(dá)11,700℃，還有一個(gè)區(qū)別就是表面溫度比地球表面低，但是對(duì)于這樣超級(jí)的“炙熱球體”來(lái)說(shuō)，根本不是事。1969年，一架飛機(jī)在地球大氣高層對(duì)土星的熱輻射作紅外觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)土星和木星一樣，它輻射出的能量是它從太陽(yáng)接收到的能量的兩倍。后來(lái)“先驅(qū)者”11號(hào)的紅外探測(cè)證實(shí)了這一點(diǎn)，測(cè)得土星發(fā)出的能量是從太陽(yáng)吸收到的2.5倍。

木星：直徑達(dá)142,984公里；約1,321倍地球體積[14]，中心溫度估計(jì)高達(dá)30,500℃。內(nèi)部情況與土星，地球基本相同。由于木星質(zhì)量和體積超級(jí)巨大，蘊(yùn)藏的能量也是超級(jí)超級(jí)多。其表層與地球的地殼一樣，已經(jīng)被低溫冷凍成巖石?；厩闆r與地殼一樣，巖石層內(nèi)部是高溫，表面溫度比地表低，為零下-108.15℃[14]。但是相對(duì)于木星極其龐大的體積，以及蘊(yùn)藏的超級(jí)能量來(lái)說(shuō)，幾乎沒(méi)有影響。土星和木星體積遠(yuǎn)超過(guò)地球，炙熱核心高溫區(qū)也是地核溫度的幾倍，同時(shí)核心區(qū)域比整個(gè)地球都還要大很多。雖然表面溫度比地表略低，但是相對(duì)于如此龐大的“炙熱球體”來(lái)說(shuō)，內(nèi)部蘊(yùn)藏的超級(jí)能量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比地球更加有保障。因此木星內(nèi)部溫度幾百萬(wàn)、甚至幾億年都不會(huì)有多少變化。釋放出來(lái)的能量與內(nèi)部蘊(yùn)藏的炙熱總能量相比，幾乎可以忽略。

太陽(yáng)：直徑約1,392,000公里[6]，太陽(yáng)質(zhì)量大約占太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.86%[1]；太陽(yáng)炙熱核心指距離太陽(yáng)的中心約太陽(yáng)半徑的四分之一區(qū)域，太陽(yáng)直徑約140萬(wàn)公里。核心內(nèi)部的物質(zhì)密度高達(dá)150 g/cm3[3]，核心溫度高達(dá)1,500萬(wàn)攝氏度，太陽(yáng)表面只有約6,000攝氏度。核心光子流抵達(dá)太陽(yáng)表面需要10,000年至170,000年的時(shí)間[4]。從大約0.25至0.7太陽(yáng)半徑處，太陽(yáng)物質(zhì)是熱且稠密的；同時(shí)隨著與中心距離的增加，溫度也從7,000,000K降至2,000, 000K[4]；太陽(yáng)表面溫度降至5,800K[6]；

太陽(yáng)與地球的數(shù)據(jù)對(duì)比：

地球半徑6,378公里；太陽(yáng)半徑696,000公里，直徑1,392,000公里。

地球核心半徑為3,488公里；太陽(yáng)核心直徑約35萬(wàn)公里（可容納20,000多地球）。

地球炙熱核心溫度約6,000攝氏度；太陽(yáng)炙熱核心溫度高達(dá)1, 500萬(wàn)攝氏度。

地球核心密度約12 g/cm3；太陽(yáng)核心密度高達(dá)150 g/cm3[3]。

地幔平均溫度約3,000攝氏度，太陽(yáng)輻射帶平均溫度約700萬(wàn)攝氏度。

地球表面約20攝氏度，太陽(yáng)表面約6,000攝氏度。

結(jié)論，通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比，每個(gè)人都很清楚。對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，炙熱地核地?？傮w積龐大，蘊(yùn)藏著超級(jí)能量，每年通過(guò)地表釋放的能量，相對(duì)于直徑達(dá)13,000公里超級(jí)“炙熱球體”來(lái)說(shuō)，幾乎可以忽略。相對(duì)太陽(yáng)來(lái)說(shuō)：超級(jí)炙熱的核心區(qū)域直徑35萬(wàn)公里（可以容納20,000多地球），炙熱核心的溫度高達(dá)1,500萬(wàn)攝氏度。假設(shè)能夠?qū)Ⅲw積達(dá)20,000個(gè)地球，溫度高達(dá)1,500萬(wàn)攝氏度的炙熱太陽(yáng)核心取出，裸露放置在宇宙空間中冷卻，溫度也很難被降低。太陽(yáng)輻射帶溫度平均約700萬(wàn)攝氏度，蘊(yùn)藏的能量也是無(wú)法進(jìn)行估量。雖然表面溫度為6000℃，但是相對(duì)于直徑高達(dá)140萬(wàn)公里，溫度高達(dá)700萬(wàn)、甚至1,500萬(wàn)攝氏度的超級(jí)“炙熱球體”來(lái)說(shuō)，釋放出來(lái)的能量與“超級(jí)炙熱總能量庫(kù)”相比，幾乎可以忽略。對(duì)流層和光球?qū)酉喈?dāng)于給太陽(yáng)包裹上厚厚的“棉被”，按照這種速度進(jìn)行釋放，幾十萬(wàn)、甚至幾百萬(wàn)年，溫度都能夠保持恒定。

結(jié)束語(yǔ)

地球表面為巖石，相當(dāng)于是包裹地幔熔巖的超級(jí)“棉被”，下面是1000攝氏度以上的熔巖，炙熱核心溫度高達(dá)6,000攝氏度。地球半徑和深度達(dá)到驚人的6,378公里，我們?nèi)祟愓驹趲资锖竦牡貧r石上，感覺(jué)不出任何的高溫。被釋放出來(lái)的地?zé)崮芰?，相?duì)直徑高達(dá)13,000公里的超級(jí)“炙熱火球”來(lái)說(shuō)，幾乎可以忽略。土星、木星與地球情況相同，只是體積更大，蘊(yùn)藏的能量更多，相比之下，釋放出來(lái)的能量更少。太陽(yáng)直徑達(dá)140萬(wàn)公里，炙熱核心直徑達(dá)35萬(wàn)公里（可容納20,000多地球），超級(jí)炙熱核心的溫度高達(dá)1, 500萬(wàn)攝氏度。

假如能夠?qū)Ⅲw積達(dá)到20,000多個(gè)地球，炙熱溫度高達(dá)1,500萬(wàn)攝氏度的太陽(yáng)核心取出來(lái)，裸露放置在宇宙空間中，超級(jí)體積和超級(jí)炙熱溫度，想冷卻也是極其的困難。太陽(yáng)輻射帶溫度平均約700萬(wàn)攝氏度，蘊(yùn)藏的能量也是無(wú)法估量。太陽(yáng)表面6000℃，相對(duì)于直徑高達(dá)140萬(wàn)公里，平均溫度高達(dá)700萬(wàn)、甚至1,500萬(wàn)攝氏度的超級(jí)“炙熱火球”來(lái)說(shuō)，幾乎可以忽略。太陽(yáng)內(nèi)部蘊(yùn)藏的超級(jí)炙熱能量，按照這種速度進(jìn)行釋放，幾百萬(wàn)、甚至幾千萬(wàn)年，炙熱核心的溫度也不會(huì)有多大的變化。以上就是本人對(duì)地球、土星、木星、以及太陽(yáng)表面溫度，能夠保持幾百萬(wàn)年、甚至幾千萬(wàn)年基本上恒定的原因解釋。

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翁志遠(yuǎn)（1970-），男，漢族，重慶市云陽(yáng)人，中國(guó)人民大學(xué)信息學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和宇宙天文學(xué)。