翁志遠

中國人民大學

地球太陽木星土星內部，蘊藏著超級超級能量

翁志遠

中國人民大學

地球太陽木星土星內部，蘊藏著超級超級的能量，溫度能夠幾十萬、幾百萬年基本上恒定。地核直徑高達6,976公里，溫度高達6,000℃，即使裸露都很難冷卻下來。地幔厚度約3,000公里，溫度約3,000℃，也蘊藏超級能量。地殼相當于超厚“棉被”，保持地球內部溫度數(shù)百萬年基本恒定。太陽炙熱核心直徑高達35萬公里（可容納20,000多地球），核心溫度高達1,500萬℃；即使裸露放置宇宙空間，也很難冷卻下來。太陽輻射帶平均溫度約700萬℃，蘊藏著超級能量，太陽的對流層和光球相當于超級“棉被”，厚度遠超過地殼厚度，內部溫度高達數(shù)百萬甚至1,500萬攝氏度，表面才6,000攝氏度，超級“高溫球體”直徑達到1,392,000公里。太陽內部蘊藏的超級能量，能夠保證太陽表面幾十萬、幾百萬年溫度基本恒定，變化不大。

炙熱地核；地幔；地殼；太陽核心；輻射帶和對流帶；太陽表面；木星；土星

引言

有一座山峰高度為500米,假設被整體加熱到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、甚至兩三個月,溫度都不能夠徹底降下來,人員靠近仍然能夠感覺出很熱。炙熱地核位于地球的最內部，半徑約3,488公里，溫度達到6,000℃（鎢是熔點最高的元素，鎢的熔點為3410℃，沸點5927℃）。太陽的直徑約1,392,000公里，太陽炙熱核心大約太陽半徑四分之一的區(qū)域（可容納20,000多地球）[2]；核心物質密度高達150 g/cm3，溫度約1,500萬℃。

一、太陽、土星、木星的基本情況

太陽：直徑約1,392,000公里[6]，太陽質量約占太陽系總質量的99.86%[1]；太陽核心是指距離太陽中心約太陽半徑的四分之一區(qū)域，核心物質密度高達150 g/cm3[3]，炙熱核心溫度高達1,500萬℃，表面溫度只有約6,000℃。核心光子流抵達太陽表面需要10,000年至170,000年的時間[4]。從大約0.25至0.7太陽半徑處，太陽物質是熱且稠密的；同時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（由近及遠）順序為第五，亦為太陽系體積最大、自轉最快的行星。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地球質量[12]。累計衛(wèi)星達66顆，木星中心溫度估計高達30,500℃。古代中國稱之歲星，取其繞行天球一周為12年。西方語言一般稱之朱比特，源自羅馬神話中的眾神之王、相當于希臘神話中的宙斯。

土星：繞太陽公轉的軌道半徑約為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12萬公里，有一個直徑為2萬公里的核心，核心溫度高達11,700℃[8]。1969年，一架飛機在地球大氣高層對土星的熱輻射作了紅外觀測，發(fā)現(xiàn)土星和木星一樣，它輻射出的能量是它從太陽接收到的能量的兩倍。這表明土星和木星一樣有內在能源。后來“先驅者”11號的紅外探測證實了這一點，測得土星發(fā)出的能量是從太陽吸收到的2.5倍。

二、地球結構和地熱

炙熱地核：位于地球的最內部，半徑約有3,488公里；溫度高達6,000℃，分為內核和外核；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。地球內部蘊藏著難以想象的巨大能量。據(jù)估計，僅地殼最外層10千米的范圍內，就擁有2554億億億焦熱量，相當于全世界現(xiàn)產(chǎn)煤炭總發(fā)熱量的2000倍。

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

三、地熱現(xiàn)象和火山噴發(fā)現(xiàn)象

“水深火熱”話冰島：冰島是富地熱資源的國家。它地處北極圈附近，盡管氣候寒冷，但地下卻蘊藏著巨大熱能。據(jù)統(tǒng)計，冰島擁有溫泉、熱泉、汽泉、間歇泉達1500多個。在冰島10多萬平方千米的國土上有30座活火山。地球內部之火唾手可得，地熱資源久用不衰；一個天然的溫泉，經(jīng)久不息地流出地熱水，幾百年溫度變化也不大。

西藏羊八井地熱田：在海拔4200米高的谷地上，熱水沼澤星羅棋布，熱汽的噴發(fā)遍地可見；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92℃；在中國臺灣省的南部有一溫泉，水溫竟高達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，大部分物質堆積在火山口附近，有些被大氣攜帶到高處而擴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熔巖（也叫“巖漿”）庫。這種物質沿著隆起造成的裂痕上升。熔巖庫里的壓力大于它上面的巖石頂蓋的壓力時，便向外迸發(fā)成為一座火山。

火山噴發(fā)：是一種奇特的地質現(xiàn)象，是地殼運動時的一種表現(xiàn)形式，也是地球內部熱能在地表的一種最強烈的顯示，是巖漿等高溫液體噴出物在短時間內從火山口向地表的釋放?；鹕絿姲l(fā)時，熾熱的氣體、液體或固體物質突然冒出，這些物質堆積在開口周圍，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|主要是氣體，但是象渣和灰的大量火山巖和固體物質也噴了出來。火山爆發(fā)是一種很嚴重的自然災害，它常常伴有地震，因此火山噴發(fā)會對人類造成危害。但同時它也帶來一些好處，例如：可以促進寶石的形成；擴大陸地的面積，夏威夷群島就是由火山噴發(fā)而形成的。

四、實驗、分析

實驗：假設有一座高度為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,緊靠山峰的人將會感覺如同巨大的烤爐。龐大的，高溫的山峰被裸露放置兩天三天、甚至兩三個月,溫度都不能夠徹底的降下來,人員靠近仍然能夠感覺出很熱。

分析：全世界的山峰應該說數(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3,488公里，并且溫度高達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。假設能夠將直徑達7,000公里，溫度高達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；相當于是給炙熱地核包裹上無數(shù)層的“棉被”。我們先不說炙熱地核，僅僅是地殼下面厚度達到近3千公里、溫度達到數(shù)千攝氏度的地幔，想讓超級體積的地幔整體冷卻，遠比一座山脈冷卻要困難很多很多。

五、結論

地殼巖石保溫：地熱和火山噴發(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，應該說連雞蛋殼厚度都達不到，地殼相對于地幔巖漿來說完全可以稱之為“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”：厚度達幾十公里的地殼“膜”，相當于給炙熱地核和炙熱地幔蒙上一層厚厚的“棉被”。“膜”下面是1,000℃以上的高溫熔巖，“膜”表面就是我們現(xiàn)在的溫度。炙熱地核、地幔擁有超級體積、超級質量、和超級能量。由于有很厚的地殼覆蓋，所以能量釋放相當緩慢。對于直徑高達13,000公里的超級“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，炙熱地核地幔蘊藏的超級能量，能夠保證地球表面幾百萬、甚至幾千萬年，溫度都不會有大的變化，地表溫度基本上可以說是恒定的。

土星：直徑約12萬公里，有一個直徑為2萬公里的核心，核心溫度11,700℃[8]，表面溫度零下-139攝氏度[15]。應該說土星與地球很情況相似，區(qū)別在于土星直徑達到12萬公里，內核直徑達2萬公里，核心溫度達11,700℃，還有一個區(qū)別就是表面溫度比地球表面低，但是對于這樣超級的“炙熱球體”來說，根本不是事。1969年，一架飛機在地球大氣高層對土星的熱輻射作紅外觀測，發(fā)現(xiàn)土星和木星一樣，它輻射出的能量是它從太陽接收到的能量的兩倍。后來“先驅者”11號的紅外探測證實了這一點，測得土星發(fā)出的能量是從太陽吸收到的2.5倍。

木星：直徑達142,984公里；約1,321倍地球體積[14]，中心溫度估計高達30,500℃。內部情況與土星，地球基本相同。由于木星質量和體積超級巨大，蘊藏的能量也是超級超級多。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，巖石層內部是高溫，表面溫度比地表低，為零下-108.15℃[14]。但是相對于木星極其龐大的體積，以及蘊藏的超級能量來說，幾乎沒有影響。土星和木星體積遠超過地球，炙熱核心高溫區(qū)也是地核溫度的幾倍，同時核心區(qū)域比整個地球都還要大很多。雖然表面溫度比地表略低，但是相對于如此龐大的“炙熱球體”來說，內部蘊藏的超級能量，遠遠比地球更加有保障。因此木星內部溫度幾百萬、甚至幾億年都不會有多少變化。釋放出來的能量與內部蘊藏的炙熱總能量相比，幾乎可以忽略。

太陽：直徑約1,392,000公里[6]，太陽質量大約占太陽系總質量的99.86%[1]；太陽炙熱核心指距離太陽的中心約太陽半徑的四分之一區(qū)域，太陽直徑約140萬公里。核心內部的物質密度高達150 g/cm3[3]，核心溫度高達1,500萬攝氏度，太陽表面只有約6,000攝氏度。核心光子流抵達太陽表面需要10,000年至170,000年的時間[4]。從大約0.25至0.7太陽半徑處，太陽物質是熱且稠密的；同時隨著與中心距離的增加，溫度也從7,000,000K降至2,000, 000K[4]；太陽表面溫度降至5,800K[6]；

太陽與地球的數(shù)據(jù)對比：

地球半徑6,378公里；太陽半徑696,000公里，直徑1,392,000公里。

地球核心半徑為3,488公里；太陽核心直徑約35萬公里（可容納20,000多地球）。

地球炙熱核心溫度約6,000攝氏度；太陽炙熱核心溫度高達1, 500萬攝氏度。

地球核心密度約12 g/cm3；太陽核心密度高達150 g/cm3[3]。

地幔平均溫度約3,000攝氏度，太陽輻射帶平均溫度約700萬攝氏度。

地球表面約20攝氏度，太陽表面約6,000攝氏度。

結論，通過以上數(shù)據(jù)對比，每個人都很清楚。對于地球來說，炙熱地核地幔總體積龐大，蘊藏著超級能量，每年通過地表釋放的能量，相對于直徑達13,000公里超級“炙熱球體”來說，幾乎可以忽略。相對太陽來說：超級炙熱的核心區(qū)域直徑35萬公里（可以容納20,000多地球），炙熱核心的溫度高達1,500萬攝氏度。假設能夠將體積達20,000個地球，溫度高達1,500萬攝氏度的炙熱太陽核心取出，裸露放置在宇宙空間中冷卻，溫度也很難被降低。太陽輻射帶溫度平均約700萬攝氏度，蘊藏的能量也是無法進行估量。雖然表面溫度為6000℃，但是相對于直徑高達140萬公里，溫度高達700萬、甚至1,500萬攝氏度的超級“炙熱球體”來說，釋放出來的能量與“超級炙熱總能量庫”相比，幾乎可以忽略。對流層和光球層相當于給太陽包裹上厚厚的“棉被”，按照這種速度進行釋放，幾十萬、甚至幾百萬年，溫度都能夠保持恒定。

結束語

地球表面為巖石，相當于是包裹地幔熔巖的超級“棉被”，下面是1000攝氏度以上的熔巖，炙熱核心溫度高達6,000攝氏度。地球半徑和深度達到驚人的6,378公里，我們人類站在幾十公里厚的地殼巖石上，感覺不出任何的高溫。被釋放出來的地熱能量，相對直徑高達13,000公里的超級“炙熱火球”來說，幾乎可以忽略。土星、木星與地球情況相同，只是體積更大，蘊藏的能量更多，相比之下，釋放出來的能量更少。太陽直徑達140萬公里，炙熱核心直徑達35萬公里（可容納20,000多地球），超級炙熱核心的溫度高達1, 500萬攝氏度。

假如能夠將體積達到20,000多個地球，炙熱溫度高達1,500萬攝氏度的太陽核心取出來，裸露放置在宇宙空間中，超級體積和超級炙熱溫度，想冷卻也是極其的困難。太陽輻射帶溫度平均約700萬攝氏度，蘊藏的能量也是無法估量。太陽表面6000℃，相對于直徑高達140萬公里，平均溫度高達700萬、甚至1,500萬攝氏度的超級“炙熱火球”來說，幾乎可以忽略。太陽內部蘊藏的超級炙熱能量，按照這種速度進行釋放，幾百萬、甚至幾千萬年，炙熱核心的溫度也不會有多大的變化。以上就是本人對地球、土星、木星、以及太陽表面溫度，能夠保持幾百萬年、甚至幾千萬年基本上恒定的原因解釋。

[1]Woolfson,M.The origin and evolution of the solar system.As?tronomy&Geophysics.2000,41(1):1.12.doi:10.1046/j.1468-4004.2000.00012.x.

[2]34.0 34.1 García,R.;et al.Tracking solar gravitymodes:the dynamics of the solar core.Science.2007,316(5831):1591–1593. Bibcode:2007Sci...316.1591G.doi:10.1126/science.1140598.PMID 17478682.

[3]36.0 36.1 36.2 36.3 36.4 NASA/Marshall Solar Physics.Solar?science.msfc.nasa.gov.2007-01-18

[4]NASA.Ancient Sunlight.Technology Through Time.2007, (50)[2009-06-24].

[5]NASA/Marshall Solar Physics.Solarscience.msfc.nasa.gov. 2007-01-18[2009-07-11].

[6]Williams,D.R.Sun FactSheet.NASA.2004[2010-09-27].

[7]Harper,Douglas.Jupiter.Online Etymology Dictionary.2001年11月[2007-02-23].

[8]NASA-Saturn.NASA.2004[2007-07-27].

[9]Williams,Dr.David R.Saturn Fact Sheet.NASA.September 7,2006[2007-07-31].

[10]Yeomans,Donald K.HORIZONSSystem.NASA JPL.2006-07-13[2007-08-08].

[11]Markl,Gregor.Minerale und Gesteine:Mineralogie-Petrolo?gie-Geochemie,3.Auflage.Springer Spektrum,Berlin,2014,Seiten 435-438

[12]Williams,Dr.David R.Jupiter Fact Sheet.NASA.2004年11月16日[2007-08-08].

[13]Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.2007,90: 155–180[2007-08-28].

[14]Williams,Dr.David R.Jupiter Fact Sheet.NASA.2004年11月16日[2007-08-08].

[15]Williams,Dr.David R.Saturn Fact Sheet.NASA.September 7,2006[2007-07-31].

翁志遠（1970-），男，漢族，重慶市云陽人，中國人民大學信息學院教授，博士生導師，從事計算機應用技術和宇宙天文學。