Мы все ели вареные яйца. После того, как вы вытащите только что сваренное яйцо и окунете его в холодную воду, очистите его от скорлупы, и вам придется подождать немного, прежде чем съесть его, иначе вы почувствуете, что внутри яйца все еще горячо. Если бы мы могли снять кору с "суперкрупного яйца", называемого Землей, мы бы обнаружили, что внутри него тоже очень жарко.
Какова температура внутри Земли? Хотя мы не можем напрямую измерить температуру внутри Земли, мы можем оценить ее с помощью некоторых косвенных методов, таких как принципы теплопередачи и конвекции. Внешняя кора Земли в основном состоит из твердых пород, и тепло передается в основном путем конвекции; в то время как мантия ниже коры представляет собой текучую массу, и тепло передается в основном путем конвекции. Геологи вычислили, что от поверхности Земли до ее центра температура повышается примерно от 10 °C до 4500 °C. В частности, вблизи поверхности Земли из-за теплового воздействия солнечного излучения температура меняется в течение дня и года, и этот слой называется термокарстовым слоем. Вблизи нижнего интерфейса этого слоя, примерно на глубине 20–30 метров ниже поверхности, температура остается постоянной и равна или немного выше среднегодовой температуры в этом районе, и этот слой называется изотермическим слоем. От изотермического слоя до нижнего интерфейса коры, примерно на глубине 30 метров, температура повышается на 1 °C за каждые 30 метров глубины, и на глубине около 200 километров температура может достигать более 1000 °C, что близко к температуре плавления пород. На границе между ядром и мантией температура составляет около 3700 °C. На внутреннем и внешнем интерфейсах ядра температура составляет около 4300 °C.
Зимой, когда мы греемся на солнце на открытом воздухе, мы чувствуем себя тепло и уютно, и это тепло происходит от солнечного излучения. Для Земли солнечное излучение может только сделать поверхность Земли "теплее", но не может повлиять на внутреннюю часть Земли. Чтобы найти источник высокой температуры внутри Земли, необходимо обратиться к истории образования Земли. Геологи обнаружили, что в ранние этапы формирования Земли, когда мелкие небесные тела сталкивались и сливались, образуя первоначальную Землю, выделялось много тепла, поэтому температура от поверхности до внутренней части Земли в ранние этапы ее формирования была очень высокой, и вся Земля была в состоянии расплавления. Позже Земля постепенно остывала, образуя слои коры, мантии и ядра. Хотя Земля остыла за 4,6 миллиарда лет, в ее недрах все еще хранится много тепла. Помимо сохранения тепла из ранних этапов образования Земли, внутри Земли существует большое количество радиоактивных изотопов, которые продолжают выделять тепло. Во время Второй мировой войны США уничтожили два японских города всего двумя атомными бомбами, а ядро атомной бомбы состояло из радиоактивных изотопов. В течение всей истории образования Земли радиоактивные изотопы также выделяли очень большое количество тепла. Кроме того, движение и фазовые превращения веществ внутри Земли также являются источниками тепла.
Поскольку под землей так жарко, почему бы не использовать это для обслуживания человечества? Геологи давно об этом подумали. Тепло внутри Земли может передаваться на поверхность путем конвекции и теплопроводности, или выделяться в атмосферу в виде извержений вулканов, или появляться на поверхности в виде горячих источников и т. д. В настоящее время разработка и использование геотермальной энергии в основном связаны с геотермальной водой, и многие страны, включая Китай, уже начали использовать геотермальную энергию для выработки электроэнергии. Например, Янбайцзин в Тибете известен своими богатыми геотермальными ресурсами, и Янбайцзинская геотермальная электростанция является крупнейшей геотермальной электростанцией в Китае.