Vì sao bên trong lớp vỏ Trái Đất nhiệt độ lên tới 6.000 độ C?
Theo nghiên cứu, nhiệt độ của lõi trái đất khoảng 6.000 độ C, cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ của bề mặt Mặt Trời, thậm chí còn cao hơn so với nhiệt độ của lõi sao Diêm Vương. Vậy tại sao nhiệt độ của lõi Trái Đất lại cao đến vậy, vì sao con người không cảm nhận được nhiệt độ nóng dưới chân?
Liên tưởng minh họa về sự ngăn cách nhiệt độ?
Bạn hãy thử tưởng tượng xem trong mùa đông lạnh giá, bạn mặc một chiếc áo len dày cộp thì điều gì sẽ xảy ra? Có phải là bên trong lớp áo len có nhiệt độ ấm hơn rất nhiều so với bên ngoài áo len hay không?
Hoặc bạn có thể liên tưởng đến việc hồ nước đóng băng vào mùa đông, mặc dù bề mặt là một lớp băng dày cộp nhưng sâu dưới lòng hồ nước vẫn tồn tại ở dạng lỏng và nhiệt độ có thể đạt được 4 độ C. Nguyên nhân tại sao nhiệt độ dưới lòng hồ không thể làm tan được lớp băng trên bề mặt.
Mặc dù nguyên lý của các ví dụ này khác nhau nhưng cả hai đều có thể minh họa được rằng nhiệt độ có thể ngăn cách một cách ổn định nếu có lá chắn ở giữa.
Trái Đất của chúng ta cũng tương tự như vậy, được phủ một lớp đá dày khoảng 3.000 km trên bề mặt hành tinh, hoạt động như một chiếc áo len và băng ở trên mặt hồ. Lớp đá dày này giúp cho lõi trái đất không bị mất nhiệt.
Hay nói một cách khác, hành tinh của chúng ta chưa đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt. Chính vì vậy, nhiệt độ không thể truyền một cách hiệu quả từ lõi trái đất đến mặt trái đất. Đó là lý do vì sao nhiệt độ của lõi trái đất lên đến 6.000 độ nhưng chúng ta vẫn không cảm nhận được.
Vì sao chúng ta không cảm nhận được nhiệt độ tỏa ra từ lõi trái đất?
Lõi trái đất và phần trong cùng của trái đất, theo nghiên cứu địa chấn chỉ ra rằng lõi trái đất là một quả cầu dạng rắn có bán kính 1.220 km, chỉ bằng 70% so với bán kính của mặt trăng. Lõi trái đất chứa chủ yếu là hợp kim sắt – niken.
Ngoài nhiệt lượng được bồi tụ ban đầu thì phần lớn nhiệt lượng mới sinh ra từ lõi trái đất đến từ quá trình phân rã phóng xạ của những đồng vị tồn tại rất lâu, chủ yếu là phóng xạ urani-235, kali-40, urani-238 và thorium-232. Quá trình này liên tục sinh ra nhiệt và truyền ra bên ngoài. Nhưng tại sao chúng ta không thể cảm nhận được sức nóng nào? Nguyên nhân là do lượng nhiệt này phải đi qua lớp đá và không khí lạnh.
Vì sao nhiệt độ bên trong lớp vỏ trái đất lên đến 6.000 độ C?
Theo định luật Fourier, độ dốc của nhiệt độ càng lớn thì tốc độ dẫn nhiệt diễn ra càng nhanh. Do đó, bề mặt tỏa nhiệt ra bầu trời đêm lạnh rất nhanh, tương tự như ví dụ nước trên mặt hồ mùa đông, mất nhiệt nhanh hơn so với những tần nước ở dưới rất nhiều.
Khoảng 1,5 tỷ năm trước, lõi trái đất mất nhiệt mạnh mẽ một cách khó hiểu. Sau khi nguội, một phần hóa rắn bên trong lõi trái đất chìm xuống phần lõi ở ngoài. Điều này kéo phần lớn sắt và niken và tạo thành lõi trong trái đất.
Khoảng 4,6 tỷ năm trước, khi hệ mặt trời ra đời, một số mảnh vụn và bụi vũ trụ va chạm liên tục, hòa lẫn với nhau qua lực hấp dẫn tạo thành Trái đất ban đầu. Tuy nhiên, hành tinh của chúng ta khi đó vô cùng kinh khủng, khắp nơi đều có các miệng nứt đỏ, magma có thể phun ra mặt đất bất cứ khi nào.
Bên cạnh đó, việc va chạm với các tiểu hành tinh và sao chổi khiến nhiệt độ Trái Đất vượt quá 1.200 độ C. Lúc này, trái đất như một khối bùn nhiệt độ cao, áp suất cao và bị tác động liên tục bởi những vật thể ngoài vũ trụ. Các nhà địa chất thường ví von rằng đây chính là địa ngục trần gian.
Trong khoảng thời gian này, nhiệt độ của không gian vũ trụ thấp hơn rất nhiều so với nhiệt độ Trái Đất. Chính vì vậy, sau nhiều lần va chạm, bề mặt trái đất nguội đi và chuyển sang thành màu đen. Theo thời gian, một lớp đá được hình thành và trở thành lớp vỏ ban đầu của toàn bộ hành tinh.
Bên cạnh đó, tốc độ hấp thụ nhiên bên trong và sự mất cân bằng khiến cho bề mặt mất năng lượng nhiệt và nguội đi. Từ đó, nhiệt độ nhanh chóng giảm cho đến khi bề mặt hóa rắn thành đá. Đá rắn càng sau thì dung nham bên dưới trái đất càng nóng. Nhưng quá trình này diễn ra không quá nhanh để làm nóng chảy lớp đá trên bề mặt.
Bằng cách này, trái đất dần phong hóa thành lõi nóng, manti và lớp vỏ ngày càng ít nóng hơn. Trên thực tế, bề mặt này nguội nhanh hơn so với tưởng tượng của chúng ta. Sau vài triệu năm, lớp vỏ ban đầu đã đạt được sự ổn định và đảm bảo nước lỏng lưu trữ trên bề mặt hành tinh.
Điều này tương tự với việc lấy một chiếc bánh bao nóng ra ngoài, lớp vỏ bên ngoài nguội đi một cách nhanh chóng. Nhưng thực chất bên trong lớp vỏ bánh lại rất nóng, chỉ cần không bẻ ra thì nhiệt độ bên trong chiếc bánh bao vẫn được giữ.
Theo tính toán của các nhà khoa học, nhiệt độ của lõi trái đất sẽ duy trì ở mức hiện tại khoảng 1 tỷ năm. Trên thực tế, chúng ta vẫn có thể cảm nhận được sức nóng của lõi trái đất truyền ra ngoài thông qua các mạch suối nước nóng, các rặng núi lửa gần đại dương,…
Kết luận
Trên đây là những thông tin giải thích vì sao nhiệt độ của lõi trái đất lên đến 6.000 độ C cũng như lý giải nguyên nhân tại sao chúng ta không cảm nhận được nhiệt độ từ lõi trái đất. Hy vọng thông tin chia sẻ của Câu Hỏi Vì Sao? đã mang đến cho bạn kiến thức bổ ích cũng như phần nào giải đáp được thắc mắc.
