地球内部的主要热源——放射性热源

在地球内部有向外部传递热量的同时，也有使地球内部加热的重要因素，如由放射性元素衰变时所产生的热量。

在构成地球的岩石、矿物中存在着很多放射性元素，但它们不能都成为地球内部的热源，只有U，Th和K⁴⁰三种放射性元素的丰度、生热率和半衰期具备构成地球内部热源的条件，即它们具有足够大的丰度和生热率，并且其半衰期与地球的年龄相当。丰度和生热率的条件是必不可少的，如果某种放射性元素不具备足够大的丰度和生热率的条件，那么，它所释放出来的衰变热能，不足以影响庞大地球的热状态，因此，也就不能成为地球的热源。“放射性元素的半衰期与地球的年龄相当” 的条件也是很重要的。如果某种放射性元素虽然其丰度和生热率的条件满足，但其半衰期与地球的年龄相比过短或过长都是不行的：半衰期过短，其影响只是在地球演化的初期阶段起作用；过长，则它的影响现在还未充分发挥出来。主要放射性元素半衰期、生热率等特性见表11-1。

表11-1 地球内部主要放射性元素

根据地球化学研究表明，放射性元素U，Th，K⁴⁰在地球分异演化过程中，集中于地壳及上地幔顶部。以大陆地壳上部的酸性岩浆岩，如花岗岩中最为富集，而基性、超基性岩，如玄武岩、橄榄岩中含量最低。根据粗略的统计，酸性岩浆岩的生热量约占生热总量的70％，基性岩约占20％，超基性岩约占10％（表11-2）。

表11-2 岩石放射性元素含量

地球内部不同深度上的热源估量如下：0～100km占50％，100～200km占25％，200～300km占15％，300～400km占8％，400km以下仅占2％。