地球形成之初的几亿年时间里，太阳系尚处一片混沌，地球经常受到小行星及天体碎片的撞击，地球俨然是一个岩浆熔炉。

然在经历40多亿年的散热冷却，地核仍有3,000~6,000℃的高温。即使是接近地表100多公里的软流层，还有700℃~1,200℃的熔岩。难道是地层的特殊构造，达到如此完美的保温效果吗？

不可否认，长达几千公里的厚厚地层，确实有一定保温作用。地壳浅层是变温层，1~2m厚度的地层受日温影响显著，15~30m厚度的地层受年温影响显著。

变温层以下是薄薄的恒温层，受日温和地热的综合影响，温度基本保持不变(恒温≠各纬度恒温层温度都相等)。

再下是受地热影响明显的增温层，温度随深度的增加而增加，到地下1,000公里左右的地幔中层，温度达到约2,000℃，到达地下2,800公里左右的古登堡界面，温度达到约3,000℃。

地心的高温，仅靠地层的保温远远不够，关键还在于自身能源源不断产生热量。其自主产热，原因有三：

1、超高压力改变物质致密度，体积减少势能转化为内能

地层和大气层一样，密度并不均匀，地壳的物质密度一般为2.6—2.9g/cm，上地幔的平均密度为3.5g/cm，下地幔层5.1g/cm，外核和内核的则分别达到11g/cm和12.5g/cm。

也就是说，地层越往下，压力(压强 后同)增加的越快。接近地表压力，可以近似为一个标准大气压；地下100m深度，压力已超过25个大气压；到了软流层(火山岩浆层)，达到1万个大气压；地心外核区域，136万个大气压；地心内核，则增至360万个大气压。

瑞典皇家理工学院2017年2月发表的一项研究表示，常规环境中铁的晶体结构为体心立方晶格(如下图左)，每个铁原子与相邻8个原子接触。当温度超过1,538℃时，铁熔化失去晶体结构。但在地心360万个大气压环境中，即使温度达到6,000℃，铁还可以保持晶体结构，不过其排布形式为密排面心六方晶格(如下图右)，每个铁原子与相邻12个原子接触。

强大压力改变了物质晶体结构，原子外电子之间的距离缩短，彼此发生碰撞的几率大大提高。原子排列密集，体积减小，势能减小，势能转化为内能，产生高温。

当然，这种体积减小不会持续发生，也就是说仅靠这一个条件，还没法保持地心温度的居高不下。

2、太阳及月球潮汐引力，使得内地层之间持续摩擦产热

地球围绕太阳公转，固态内核在液态外核环境中并不是始终保持地球正中心位置，受到太阳万有引力吸引，会始终偏向太阳的一侧。

内核与外核的搅拌摩擦，会产生大量的热，这是一个长期持久的过程。其实也不单单是内核与外核之间有这种摩擦，下地幔与外核之间的过渡层、上地幔与地壳之间的过渡层，由于物质密度不均匀均匀且存在液态或熔融态流体，这当中也广泛出现类似的摩擦生热。

月球质量比太阳小太多，但耐不住“近水楼台”。大海的潮起潮落，就是月球潮汐引力的很好证明。因而，这种摩擦往往都是太阳与月球的综合引力表现。因而扰动摩擦幅度，会因两者位置而更加明显。

虽然这一过程能持久生热，但单靠这一方式也不足以平衡地球热量的散发。

3、天然放射性元素，占到地热供给的半壁江山

放射物质钍、锕、铀、镭、钋、氡等，能自然衰变并产生大量的热，而这些物质又广泛分布在地壳及以下地层。

以铀为例，海水中铀含量约百万分之0.003，地壳中铀含量约百万分之2.5，而在地壳下一层(距地表20km)内，铀的净含量就约达1.3×10^14吨。地球铀储量比人们常见的银、汞含量还要高。1千克“铀-235”完全裂变释放的热量，相当于2,700吨媒完全燃烧释放的热量。

根据一篇2015年3月发表在英国《自然地球科学》杂志(网络版)上的研究，地球上仅铀和钍产生的热量，就相当于功率约为210亿千瓦的发电机持续供热效果。地下持续高温的54%热量，就来源于这些天然放射性物质的裂变。

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地球自主产生的热量，单靠热辐射不足以平衡内部的高温高压，还要通过火山、(火山)地震、热泉等方式，向外释放所蓄积的部分能量。

达到地表的热能，通过热辐射等形式释放到外太空。地球在几十亿年的进程中，基本达到一个动态热平衡。也就是说，即使再过几十亿年，只要地球还在，其内部温度依然会如此之高。