지구의 중심핵이 뜨거운 원리

맨틀과 지각은 암석으로 만들어지고 핵은 철로 만들어져 있습니다. 핵의 온도는 약 6000도입니다. 46억 년 전 지구에는 우주에서 많은 소천체가 충돌해 왔고 지구는 뜨겁고 녹아 있었습니다. 기름과 물이 분리되도록 무거운 철이 중심으로 가라앉고 가벼운 물질은 표면 근처에 떠있었습니다. 시간이 지나면서 열은 서서히 우주공간으로 날아가면서 지구는 식었고 표면에는 두꺼운 바위층인 지각과 맨틀이 자리 잡고 중심에는 철의 핵이 생겼습니다. 지구의 중심핵이 뜨거운 것은 지구 탄생 직후 뜨겁게 달구어졌을 무렵의 잔열입니다.
그 중심핵이 아직도 뜨거운 원인은 주로 2가지입니다.

1. 중심핵이 맨틀이라는 바위의 두꺼운 층에 의해 보온되고 있다
실은 맨틀은 바로 외투, 망토라는 의미입니다. 지면을 만져도 그다지 뜨겁지 않아 지구 중심이 6000도인걸 느낄 수 없는데, 바위는 철 등에 비하면 열을 전달하기 어렵기 때문입니다. 게다가 맨틀은 열을 전달하기 어려울 뿐만 아니라 스스로 열도 만들고 있습니다. 맨틀에는 미량이지만 방사성 원소가 포함되어 있어서 핵분열로 완만하게 열을 내고 있습니다.

2. 중심핵 자체에 온도를 낮추지 않는 메커니즘이 존재
중심핵은 내핵(고체상태의 철)과 외핵(액체상태의 철)으로 나뉩니다. 핵에서 열이 빼앗기면 액체상태의 철이 고체로 바뀝니다. 이때 철은 열을 내기 때문에 온도가 떨어지지 않습니다. 이 열을 잠열이라고 합니다. 컵에 물과 얼음을 넣으면 물의 온도는 0℃가 됩니다. 이것을 냉동고에서 식혀도 물이 전부 얼음이 될 때까지 온도는 0℃인 채 내려가지 않습니다. 물이 얼음이 될 때 잠열을 내기 때문입니다. 지구의 중심핵도 전부가 고체의 철이 될 때까지는 6000도 그대로 변하지 않습니다.

달의 중심핵도 철로 이루어져 있지만 이미 전부 굳어져 버렸고 온도는 1600도 정도까지 내려갔습니다. 태양의 경우는 지구나 달의 구조와는 완전히 다르고 중심의 온도는 1500만 도에 달합니다. 태양중심은 거대한 수소핵융합로여서 엄청난 에너지를 만들어내고 있기 때문입니다.

출처 참조 번역
- Wikipedia
- なぜ地球の中心核は熱いのか？
http://www.sci-museum.kita.osaka.jp/news/text/2000/e000601.html