我们的地球的结构有点像洋葱——一层又一层。
从上到下，有地壳，包括你行走的表面；再往下，是地幔，主要是坚硬的岩石；然后再更深的是由液态铁制成的外核；最后是内核，由实心铁制成，半径为月球半径的 70%。潜得越深，温度就越高——核心的部分区域与太阳表面一样热。
该插图描绘了地球表面以下的四个部分。图片来源：yusufdemirci/Shutterstock.com
前往地球中心的旅程
作为一个地球与行星科学教授，我研究我们世界的内部。就像医生可以使用一种称为超声检查为了用超声波拍摄体内结构的图片，科学家们使用类似的技术对地球的内部结构进行成像。但地球科学家没有使用超声波，而是使用地震波– 地震产生的声波。
当然，在地球表面，你会看到泥土、沙子、草和人行道。地震振动揭示了下面的情况: 大大小小的岩石。这都是地壳的一部分，地壳可能向下深达 20 英里（30 公里）；它漂浮在称为地幔的层的顶部。
地幔的上部通常与地壳一起移动。他们一起被称为岩石圈，平均厚度约为 60 英里（100 公里），但在某些位置可能更厚。
岩石圈分为几个称为板块的大块。例如，太平洋板块位于整个太平洋下方，北美板块覆盖了北美的大部分地区。板块有点像拼图，大致拼合在一起并覆盖地球表面。
板不是静止的；相反，它们会移动。有时它是一段时间内最微小的几英寸。其他时候，运动会更多，而且更突然。这种运动会引发地震和火山爆发。
更重要的是，板块运动是推动地球生命进化的关键因素，而且可能是必不可少的因素，因为运动的板块改变了环境，迫使生活适应新的条件。
热度已开启
板块运动需要热地幔。事实上，当你深入地球时，温度就会升高。
在板块底部约 60 英里（100 公里）深的地方，温度约为 2,400 华氏度（1,300 摄氏度）。
当你到达地幔和外核之间的边界时，即 1,800 英里（2,900 公里）以下，温度接近 5,000 华氏度（2,700 摄氏度）。
然后，在外核和内核之间的边界处，温度加倍，达到近 10,800 F（超过 6,000 C）。这就是那部分和太阳表面一样热。在这个温度下，几乎所有东西——金属、钻石、人类——都会蒸发成气体。但由于地核在行星深处处于如此高的压力，所以它所组成的铁仍然是液态或固态。
外太空的碰撞
这些热量从哪里来？
它不是来自太阳。虽然阳光温暖了我们以及地球表面的所有植物和动物，但它无法穿透地球内部数英里。
相反，有两个来源。一是 45 亿年前地球形成时继承的热量。地球被创造了来自太阳星云，巨大的气态云，在岩石和碎片之间无休止的碰撞和融合中称为星子。这个过程持续了数千万年。
这些碰撞过程中产生了大量的热量，足以融化整个地球。尽管其中一些热量散失在太空中，但其余部分被锁在地球内部，其中大部分至今仍保留在地球内部。
另一个热源：放射性同位素的衰变，分布在地球各处。
要理解这一点，首先想象一个元素作为一个以同位素为成员的家庭。给定元素的每个原子都具有相同数量的质子，但不同的同位素表兄弟具有不同数量的中子。
放射性同位素不稳定。它们释放稳定的能量流并转化为热量。钾 40、钍 232、铀 235 和铀 238 是使地球内部保持高温的四种放射性同位素。
其中一些名字您可能听起来很熟悉。例如，铀 235 被用作核电站的燃料。地球并不存在耗尽这些热源的危险：尽管大多数热源原来的铀235和钾40消失了，有足够的钍232和铀238可以再维持数十亿年。
这些释放能量的同位素与热的核心和地幔一起提供热量来驱动板块的运动。
没有热量，没有板块运动，没有生命
即使现在，移动的板块仍在不断改变地球表面，不断地制造数百万年和数十亿年的新陆地和新海洋。这些板块也会在类似的漫长时间尺度上影响大气。
但如果没有地球的内部热量，板块就不会移动。地球将会冷却。我们的世界很可能无法居住。你不会在这里。
下次当你感觉地球在你脚下时，想想这一点。
Shichun Huang，地球与行星科学副教授，田纳西大学
