46億年も経っている地球がなぜ冷え切ってないでしょうか？

Question

宇宙の温度は「約-270℃」らしいです。そんな冷たい空間に、ぽつんと地球が浮いていたら、冷え切って「約-270℃」になるのではないでしょうか？
太陽から光が当たりますが、ほとんど放熱して逃げていくはずです。

yhr2 · Accepted Answer

マグマの熱源は放射性崩壊熱です。
ウランは現在でもごく微量ながら「自発性核分裂」を起こしますし、ウラン238、ウラン235はわずかながらアルファ崩壊しながら減っています。
ウラン238の半減期は約45億年、ウラン235の半減期は約7億年です。
ウランがアルファ崩壊して生成するトリウムも放射性崩壊をして最終的に鉛になります。

それらの「崩壊熱」に加えて、太陽からの熱エネルギーを地球大気の「温室効果」でで閉じ込め、「熱収支 = 流入・流出がバランスした状態」が現在の地球です。
なので人工的な「温室効果ガス」（CO2、気温上昇による水蒸気など）が増えると、そのバランスが崩れることになります。

人は皆親戚 · Answer

地球内部の温度が非常に高いので冷え切って「約-270℃」になりたくても、
太陽から光が当たるので地熱として放熱して逃げていく分が補充されて、
逃げる熱は炭酸ガスなどの温室効果で逃げにくいので均等がとれているからでは？
分からないので想像です。

tanzou2 · Answer

地球のコアにはマグマが煮えたぎって
いますからね。

冷えるのに、時間がかかっている
だけでしょう。

冷えるのは時間の問題だと
思われます。

メン八 · Answer

回答へのお礼にも色々の事情をお書きになっています。

ところで、地球に似た惑星に金星があります。
これだって、宇宙の中にありますが、地?表面付近の温度は高いらしいです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E6%98%9F
一方火星の地?表温度は地球よりは低いらしいです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E6%98%9F
太陽からのエネルギーを受ける程度、地?表面を覆う気体の状態を、金星･地球･火星で並べると、こうした環境条件が大きいように見えます。
もしも、地球が海王星付近の位置にあったら太陽光の影響も消えて、もしも、地球が小さければ気体を留め置くこともできなくて、仮に構成物質に放射性物質の崩壊を起こすものが相応にあっても、冷えているかもしれないです。
恒星という光輝くイメージですが、サイズが小さいと褐色恒星(矮星)になってしまうみたいです。　大きければ重力で崩壊を起こし発熱するのですから、宇宙には発見されていない小さな恒星が岩の塊のように多量にあるのでしょう。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A4%90%E8%89%B2%E7%9F%AE%E6%98%9F

太陽からの距離、大きさ、気体層の状況、固体部分の成分構成の、微妙な具合だと思うのではどうでしょうか。

himagene · Answer

地球ができた時からの残りの熱だけでは鉄が溶けるような高温を保てないことは、その昔にケルビン卿が計算して今の温度になるまでに要する時間は９千８百万年と結論していますが、それより古い化石が見つかっているので余熱説は破綻しています。
地球深部での熱源として３つ挙げることができます。（１）約45億年まえに数千万年にわたる、大きさが数千kmの小天体同士の高速衝突によって地球ができた時からの残りの熱、（２）放射性物質（ウランー２３８、ー２３５、トリウム２３２、カリウム４０とそれらの娘核）の崩壊熱、（３）殻の物質が中心に向かって沈んでゆくときの摩擦熱、です。
ただし２００kmより深い場所の放射性物質の組成は標本がないのでわかっていません。核の中にはマントルや地殻ほどには元々の放射性物質が含まれていないと考えられるので，対流しているマントルと核の境界付近での熱のやり取りがあるのだろうと言うのが現在の節です。そのためにマントルは多層構造になっていて下層マントルは放射性物質の濃度が高いか、局所的に放射性物質の濃度が高い部分があってそれがマントルの全体に分布しているかのいずれかであろうと考えられています。

余熱と崩壊熱は現在では大体半々です。
定量的な説明は日本語が見つからなくてすみませんが、
https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_internal_heat_budget#:~:text=The%20flow%20of%20heat%20from,from%20the%20formation%20of%20Earth.
もう少し一般的説明は、
https://education.nationalgeographic.org/resource/core/#
をお読みください。

yhr2 · Answer

No.5 です。「お礼」に書かれたことについて。

＞地球の構成中に取り込まれるときの衝撃および圧縮の熱は、大昔に放熱されて、今はゼロ。
＞こう考えると、何か？都合が悪いのでしょうか？

追加質問の意味がよく分かりませんが、特に不都合はないと思います。
現在でも残っている「マントルの対流」とか「地球内部の運動エネルギー」を、「地球生成のときの名残」とみなすか、「新たに放射性元素が崩壊して発生したエネルギーによる」と考えるかだけの違いでは？

Epsilon03 · Answer

地球の公転軌道は楕円軌道であるので、それによる潮汐効果や地球の衛星である月による
潮汐力に於いて常に摩擦が発生しますので、その摩擦力による熱の発生と言う事も有ります。
それに地球の内部に掛かる重力による圧力で熱を生みますので、地球自体も熱を発生
しています。
地球表面に於いては大気が存在しますので、その大気が覆う事で太陽熱で温められる
事によって温度を保っていますし、大気が宇宙空間へ逃げる熱を弱める効果もありますから
地球が冷え切る事は現状有りません。
家の窓の二重サッシや三重サッシみたいな物ですね。

sisann · Answer

太陽から受ける熱量は凄まじい量です。大気があり大気循環で熱が地球全体に回りマイナス２７０℃のような温度になりません。月は太陽光が当たる場所は１１０℃、当たらない場所はマイナス１７０℃です。空気があれば温度差は小さいでしょう。
地球内部の熱
地球内部で発生する熱の大半は、天然 放射性元素 が崩壊する時の熱に由来する。 地熱の45から85パーセントは地殻に含まれる元素の放射性崩壊から発生している。 落下した 隕石 がもともとの地球の構成中に取り込まれるときの衝撃および圧縮の熱。
地殻内部は原子炉みないなものです。その熱でマントル対流が起き、マグマができ溶岩となって放出されます。
地殻は断熱材です。大気も。CO2やメタンは温室効果があります。

joypeet · Answer

地下にマグマがあり火山運動をしているから
空気の膜で地球が覆われているから
太陽熱がすべて放熱せずに土に残るから
すべて太陽と月があるからです

yoshimasa2000 · Answer

放熱しますが、太陽の輻射熱も当たり続けていますからね。

太陽がなくなれば地球も極寒の星になります。

太陽に少し近いと灼熱の星ですし、少し遠ければ極寒です。

放熱と輻射熱のバランスが奇跡的に取れているのが地球という星です。

46億年も経っている地球がなぜ冷え切ってないでしょうか？

マグマの熱源は放射性崩壊熱です。

地球内部の温度が非常に高いので冷え切って「約-270℃」になりたくても、

地球のコアにはマグマが煮えたぎって

回答へのお礼にも色々の事情をお書きになっています。

No.5 です。

地球の公転軌道は楕円軌道であるので、それによる潮汐効果や地球の衛星である月による

太陽から受ける熱量は凄まじい量です。

地下にマグマがあり火山運動をしているから

放熱しますが、太陽の輻射熱も当たり続けていますからね。

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