說說地球的能量來源

「Somepersonssaythatlovemakestheworldgoround. Others of a lessromanticandmore practicalturnofmindsaythatitisn"tlove; it"s money.Butthetruthisthatitisenergythat makestheworldgoround.」

這句話引自我讀大學的教材《大學英語精讀》(第三版)第四冊：Unit 2 A Deer and the Energy Cycle的開篇語。

時年廿二，尚懵懂青澀，讀此句，依稀記得更加觸動我的是「Lovemakes the world go round」。

若干年後，和老婆、小孩徜徉在武漢的楚河漢街，看著街上一對對年輕的俊男美女從身邊走過時，不禁感嘆，歲月如梭，青春真好！

人的成長其實挺殘酷的，成長的過程其實也是浪漫漸少，煩惱日多的過程；當生活與浪漫漸行漸遠，我們也開始將「Energythat makes the world go round.」奉為真理。

「能量」這個詞在工程地質中，是最重要的辭彙之一，引起地殼物質組成、內部結構、地表形態發生變化的原因就是能量的作用；我們把這種作用就叫做地質作用；而引起地質作用的能量，根據來自地球本身還是自地球以外，將之分為內能和外能；由內能引起的地質作用，稱為內動力地質作用；由外能引起的地質作用，稱為外動力地質作用。

地球的能量自何方呢？一般認為，內能主要來自地球內部的能量，主要包括旋轉能、重力能、熱能。地球旋轉能是地球自轉產生的力給予地球表層物質的能它包括離心力、離極力和科里奧利力。（1）離心力的大小隨緯度而異，兩極為零，赤道最大。地表離心力的水平力平行於地表相應點沿經向的切線，並指向低緯度，其大小在兩極和赤道均為零，中緯度最大。（2）離極力的方向指向赤道，促成表層物質向赤道運動。（3）科里奧利力影響著地球表層物質沿緯向或徑向的運動。

地球自轉和其圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的，近日點（1.47億Km）和遠日點（1.52億Km）；地球公轉速度每秒29.79公里，地球距離太陽遠近不同，導致地球的公轉速度也不同，地球位於近日點，公轉速度最快；（地球位於遠日點，公轉速度最慢；當地球由正常的勻速運行而減慢或加快時，必然伴隨擠壓力或著張拉力，由於地球自身在快速自轉和公轉的正常勻速運行是也存在拉張力（赤道地區線速度最大，離心力即拉張力也最大）和擠壓力（高緯度的兩極向低緯度區擠壓）。上述兩個方面的東西的「聯合」構成了地球自轉和公轉運行中形成的拉張力（離心力）和擠壓力。這是地球動力系統中最基礎和永恆的動力源；[1]

地內熱能主要有：（1）放射性熱能是地球內部的放射性元素蛻變而產生的。（2）重力分異產生的熱能是地球物質在地心引力作用下按不同比重發生分異的過程中，釋放出的位能轉化成的熱能。（3）衝擊、壓縮產生的熱能是地球在由星際物質聚積而成的過程中，微星體以高速衝擊地球時巨大動能轉變而來的。另外原始地球在自身重力作用下壓縮，體積逐漸收縮而產生壓縮熱。此外，地球內部物質發生化學變化，結晶時會釋放熱，構造運動的機械能也可以轉為熱能。據計算，地內每年產生的熱總量與經地表每年散失的總熱量相抵後還有剩餘，這部分剩餘熱能便是岩漿活動和變質作用的主要能量來源。

地球的外能主要包括太陽輻射能、天體引力能和生物能；

太陽輻射能又稱太陽輻射熱（heatfrom solar radiation），是地球外部的全球性能源，大致可以分為以下幾個部分：直接太陽輻射、天空散射輻射、地表反射輻射、地面長波輻射及大氣長波輻射。太陽輻射熱的60%為大氣、大陸和海洋吸收，成為大氣圈、水圈和生物圈賴以活動，發育，並相互進行物質、能量交換的主要能源。由此產生了一系列外營力，如風、流水、冰川、波浪等。

天體引力能主要指地、月之間萬有引力變化產生的潮汐能；在它的作用下，地球上海水發生潮汐現象。潮汐具有機械能，是海洋中地質營力之一。

生物能是生命活動經過能量轉換而產生的能，動植物在生存過程中對地表有改造作用，比如根劈；特別是當代人類大規模改造自然的活動，比如採礦、開墾、大型水工建築物、超高層建築、大規模的高速鐵路建設和運行等，更是重要的能量的表現形式。

地球還有一些其它能源，比如地表還有來自外層空間的宇宙線、隕石衝擊能，以及地表發生化學反應和結晶釋放的熱。

[1]耿樹方,劉平,王振洋,等.亞洲地球動力系統的演進與東亞礦產資源效應[J].中國地質, 2010, 37(4):866-866.

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