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    henanyanling主页 >> 文章 >> 学术小论文 >> 浏览信息《火星内部温度推测》

    学术小论文 | 评论(0) | 阅读(452)
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    星期一   晴天 
    主题 火星内部温度推测


    火星质量是地球的11%,半径是地球半径的53%。如果火星与地球构成物质类似,其放射性物质与地球构成比例也应该是类似的。如果地热主要是这种放射性物质衰变产生的热量,那么,火星的放射性物质产生的热量大约应该是地球放射性物质产生热量的11%。
           火星与地球都已经存在几十亿年了,其内部温度应该已经处于平衡状态了,也就是平均温度不再上升了,地球或火星表面损失的热量应该基本等于内部放射性物质衰变产生的热量。
           火星表面积约是地球表面积的28%。火星以地球28%的表面积,单位时间放出相当于单位时间内地球地热释放量的11%。这意味着同样时间内和同样的地表面积,火星表面放出的火星地热是地球表面放出地热的39%。根据热量传递原理,可以知道火星内部的温度梯度只是地球内部温度梯度的39%。
          如果火星和地球的温度梯度是均匀分布的,比如,竖直向地心方向温度均匀增加,如果火星半径与地球半径大小一样,这意味着火星内部最高温度只是地球内部最高温度的39%。实际上火星半径只是地球半径的53%,这意味着火星内部最高温度只是地球的21%(39%乘以53%)。由于热量并不是在地心区域产生,热源是分散的,这意味着火星内部和地球内部的温度梯度不会是均匀变化的。虽然如此,但由于热量散失只在地球和火星表面发生,这意味着长时间内,固态星球内部的温度梯度就是从地表竖直向地心逐渐升高的,并且是几乎接近同比递增的。
          考虑到行星刚刚形成时候的巨大引力势能的释放,这是行星的第一桶热。这个热量足以能把刚形成的星球加热到较高温度,这个较高温度应该就是这个星球曾经拥有的最高温度。此后,这个星球温度应该是逐渐下降的,虽然其含有的放射性物质在衰变放热的过程中。如果是上面这样的情况,这意味着这样的星球是逐渐降温的星球,并且只能通过表面降温,这意味着长时间后,星球内部会形成竖直向星球中心方向均匀的温度增加梯度,星球中心自然是温度最高。因此,考虑到这个因素,我们基本可以判断,火星和地球内部的温度梯度是均匀变化的。因此,火星中心温度最高,但只是地球中心温度的21%。
           上面的分析都是假设火星表面的温度与地球表面的温度相同时的情况下,实际上是不一样的,是火星表面平均温度比地球表面平均温度低几十摄氏度。地球表面平均温度为15摄氏度,火星表面平均温度为零下63摄氏度,二者相差了78摄氏度。这意味着火星内部相对地球内部温度低了78摄氏度,比如,应该是地球最高温度的21%,减去78摄氏度,才是火星的最高温度。由于地球内部的最高温度应该是几千摄氏度,其21%比例的温度也在近千摄氏度附近,78摄氏度的数量级相对近千摄氏度,可以忽略。但在火星内部不太深的区域,这78摄氏度是不能忽略的。
    henanyanling 发表于:2018/1/8 1:39:00