Tại sao lõi Trái Đất vẫn nóng sau hàng tỷ năm?

[june04]

Nhiệt lượng từ quá trình hình thành hành tinh, phân rã phóng xạ của một số nguyên tố và ma sát giữa các lớp khiến lõi Trái Đất vẫn duy trì nhiệt độ cực cao sau 4,5 tỷ năm.

Ở trung tâm của Trái Đất, nhiệt độ lên tới 5.200 độ C, gần nóng bằng bề mặt Mặt Trời. Thứ duy trì nhiệt độ địa ngục này là những lực đã tồn tại suốt hàng tỷ năm, theo IFL Science. Lõi Trái Đất được chia thành hai khu vực riêng biệt là lõi ngoài chủ yếu bao gồm sắt và nickel nóng chảy, và lõi trong về cơ bản là một khối cầu rắn lớn cỡ Mặt Trăng, cấu tạo từ hai kim loại.

Dù nhiệt độ bên trong lõi ở mức cực hạn, chúng ta không thể cảm thấy nhiệt lượng ở bề mặt trừ khi thông qua núi lửa và suối địa nhiệt. Lõi ngoài bắt đầu ở độ sâu 2.889 km bên dưới vỏ Trái Đất. Giữa bề lớp vỏ và lõi ngoài có nhiều vật chất, lớp phủ chứa đá hấp thụ và phân tán nhiệt. Trên thực tế, không có cách nào để đo trực tiếp nhiệt lượng. Do không thể đưa thiết bị thăm dò hay người xuống sâu trong lòng đất, các nhà khoa học tính toán nhiệt độ bằng cách nghiên cứu sắt và hợp chất giàu sắt tan chảy như thế nào dưới áp suất cao. Thông qua xác định nhiệt độ tan chảy, họ có thể suy ra nhiệt độ ở lõi.

Một phần nhiệt lượng này là dấu tích từ quá khứ, gắn liền với sự ra đời của hành tinh. Mặt đất sẽ nguội đi nhanh chóng trong khi lõi là khu vực cuối cùng hạ nhiệt. Trái Đất ra đời cách đây khoảng 4,5 tỷ năm khi lực hấp dẫn ngưng tụ khối vật chất từ đám mây khí nóng và hạt bao quanh Mặt Trời non trẻ. Khi khối cầu nóng chảy nguội dần, lớp bên ngoài cứng lại như sáp nến và tạo thành lớp vỏ. Tuy nhiên, lớp phủ vẫn lưu giữ một phần nhiệt lượng và tiếp tục nguội dần.

Một nghiên cứu năm 2011 ước tính nhiệt lượng còn sót lại từ quá trình hình thành hành tinh chiếm gần một nửa nhiệt lượng trong lòng Trái Đất. Phần còn lại đến từ phân rã phóng xạ của uranium-238 và thorium-232 trong lõi hành tinh, chiếm khoảng 54%. Cuối cùng là nhiệt lượng từ quá trình ma sát do chuyển động của các lớp cứng và lỏng dưới áp suất khổng lồ.

Nhiệt lượng trong lòng Trái Đất rất quan trọng đối với bề mặt bởi đây là động lực chính phía sau các mảng kiến tạo, khiến chúng dịch chuyển xung quanh, tạo ra hoặc phá hủy lục địa. Giới nghiên cứu dự đoán lõi Trái Đất sẽ nguội đi và rắn lại 91 tỷ năm sau khi Mặt Trời chết.