一個行星要在什麼情況下內核會停止,怎樣才能再次活動起來?

常看到說一個行星如果內核不動了,就成了一個死的星球了,不能形成磁極,也就不能抵禦恆星風暴,這都是真的嗎,如果是真的,那麼一個星球會在什麼情況下內核停止,有或是什麼情況下能再次活動起來,比如說用火星來舉例,怎麼才能讓火星重新火山爆發?


跟我的方向有點遠,說點我自己粗淺的認識吧,認知有誤的地方歡迎指正。

題主的問題描述裡面其實是兩件不同的事情。

1. 星體內部地質活動
一個星體(就說行星矮行星和比較大的衛星吧,太陽我不懂,小行星太小了基本都是死的)的內部地質活動(火山地震板塊運動等等)主要是因為有內部熱量,地熱主要來源於星體形成早期的外部撞擊(的動能和重力勢能)還有內部的放射性物質衰減,當然熱量也在耗散,星體漸漸冷了就死掉了,一般我們判斷一個星體是不是死掉了主要是通過衛星影像來觀察星體表面是否有近期的比較劇烈的火山地震板塊運動留下的痕迹。當然潮汐加熱也是有的,這點其他答案也有說到,我再補兩張木衛一和木衛二的圖。

2. 如何讓星體重新活躍起來
放射性物質衰減當然是越來越少,所以想讓星體重新活躍起來估計只能指望太陽系內再次發生大規模的撞擊事件了,不過火星要是被撞活了。。。那地球,哦不,地球上的高等生命估計就得被折騰死了。。。潮汐加熱主要在木星的衛星上比較明顯,因為雖然人家軌道離心率不大,但木星的相對質量逆天啊,對火星現在的軌道情況,想要有那麼大的潮汐力,估計得受到巨大的撞擊變成大偏心率軌道之後才行吧。


3.內核運動和自發磁場
一個天體如果有自發磁場,那麼這個磁場可以一定程度上保護該星體免受太陽風等作用的侵蝕,最典型的例子就是地球和火星,因為後者沒有磁場保護,所以就成了今天這種荒涼的樣子(當然,還有其他很多原因綜合作用)。還有一個例子是木衛三,木衛三的自發磁場保護了它的赤道區域,而極區受到各種等離子體的直接侵蝕,這種不同程度的侵蝕在木衛三表面南北緯40度留下了明顯的分界。
自發磁場的形成原因有很多,可能是由於運動的熔融的金屬核,這是比較典型的發電機理論:一般較大的天體(最起碼直徑1000km吧)早期的內熱使星體溫度升高(2000℃以上),這個溫度可以熔融較重的元素(比如鐵和鎳),重的元素向地表下沉,相對的輕的元素就「浮」上來,形成從內到外密度逐漸變小的「核幔殼」分層結構,這就是行星的分化,熔融的金屬核定向移動產生了感應磁場。所以如果一個星體冷透了,那麼熔融的金屬核凝固了就不用管動不動了。。。也可能是其他原因,比如木衛三的磁場很大原因是它地表以下的液態海洋,但目前依然認為木衛三有熔融的金屬外核,因為僅僅電解質成分的液態海洋不足以提供這麼大的自發磁場。(加粗一下,寫的這麼明明白白居然有人看不到,哭給你們看!關於木衛三地表下的液態海洋以及內部結構更詳細的可以參考我之前另一個回答 如何看待 NASA 證實太陽系最大衛星木衛三確有海洋這篇報道? - haibaraemily 的回答)。也就是說至少以我目前的認知,對某個星體本身的探索,是一個自外而內的過程,是先探測到某星體有自發磁場,然後(結合其他各種數據,尤其是密度和慣量矩)才推測它可能有熔融的金屬核或者其他原因,而不是(地球以外地震波探測不完善的其他星體也不可能)先已知有熔融的金屬核,然後推測它有自發磁場(實際上探測磁場比探測內核容易多了,都能探測到內核狀態了早都知道有沒有磁場了)。

4. 總結
總之一個星體死不死主要是跟它內部還有沒有足夠的熱有關,跟內核動不動沒有直接聯繫,內核動不動和能不能形成自發磁場也沒有必然聯繫。有沒有火山地震板塊運動等地質活動和有沒有移動的液核一定程度上都是內熱程度的反映。問題描述裡面這三點沒有必然聯繫

蹲在投幣洗衣機旁邊等衣服好無聊。。。

好了我的衣服洗好了~


星體本來就沒生命。我理解,你說「死」是指內核完全凝固,沒有火山噴發、表層漂移等地質活動。

比如說,地球就是一個「活著」的星球,因為內核還在產生熱量,把自己融化成一團流體。帶正電的地核和帶負電的地幔之間存在相對運動,產生了包裹地球的磁場。流體時不時會通過對流釋放熱量,把一股「熱柱」推向地面。比較穩定的熱柱推動了大陸漂移,不那麼穩定的就是火山爆發。從外表看起來,地球是非常有「活力」的。

從地核升起的地幔熱柱

地幔熱柱製造地質運動

金星也可能是一個「活動」的星球,因為探測器似乎發現了「最近」幾十萬年還噴發的熔岩痕迹,估計金星內部有一個可以和地球相比的內核,噴發出的溫室氣體把金星包裹在一層厚厚的硫酸雲霧之中。相比之下,月球總體上已經凝固,即便可能還有一個熔融狀態的內核,也不會很大(直徑以百公里計,可以用一個比較大的地級市裹起來)。所以月面環形山都是隕石撞擊的結果,沒有內部噴發的熔岩,也沒有漂移的地塊。火星也一樣。

金星、地球、以及過去的火星、月球之所以有高溫內核,原因在於這些星球都是重元素凝聚而成的。重元素緩慢地衰變,會放出熱量。而星球大到一定程度,表面積相對體積就「太小」了(體積和直徑的三次方成正比,表面積和直徑的平方成正比),散熱效率下降。這時內核就會通過對流活動向表面釋放能量(地質運動),同時加熱整個星球,把整個星球的散熱效率提高到和放射性元素髮熱的效率相當(地球表面平均以61毫瓦/平方米的能量密度向宇宙釋放內能)。過上幾十億年,放射性元素的內能釋放差不多,自外而內地凝固,殘餘能量再也無法引發地質活動,一般來說這個星球就「死」了,當然生命不一定要給星球陪葬、

現在你問如何「重啟」死去的星球……

從原理上說近乎不可能。因為放射性元素沒了就是沒了,不可能打個深井再向地下「注射」足夠的熱量。但如果我們只追求面子工程,看到地質活動就算星球「活了」,那還是有一種能量可以透過表層輸入到星球內部——潮汐力。

所謂潮汐力,就是變化的引力。引力雖然微弱,但乘以星球的巨大質量就不一樣了。兩個星球互相吸引,互相繞行(圍繞共同質心),就是被無形的引力牽在一起,而引力是和距離相關的。地球距離月球有38萬公里,自身直徑也上萬公里。面對月球一側的一噸石頭受到的月球引力,和背對月球一側的一噸石頭受到的月球引力並不一致。而地球並不是一個剛體,各個位置受到的引力不一致,一定會產生變形。

如果月球永遠停在天空中同一位置,這個變形是永久性的。但地球在自轉,每過12小時左右,原來面對月球的一面就會變成背對月球。月球也在公轉,每一個月左右就要繞地球跑一圈。所以地球被潮汐力「捏」的位置每時每刻都不一樣。反映在表面的液體薄層上,就是全球性的潮汐,彈性岩石圈也會因此產生類似的變形。

注意岩石圈也會和海水一樣變形:

但是,既然兩個星球相互繞行,作用力就是相互的。弱小的月球都能在地球上引發如此之大的潮汐變形,地球「伸出」同樣的「潮汐之手」去捏月球,月球的反應可比地球強烈多了。

NASA:發現月球上的斷崖與地球潮汐力有關

美國宇航局科學家對月球勘測軌道飛行器(LRO)數據進行分析時發現,這些數據來自2010年,當時科學家發現月球圖像上出現了14個葉狀斷崖,推測其形成原因來自月球內部熱源的冷卻和收縮,迫使外殼出現了裂縫。

科學家認為如果月球上斷崖形成唯一的影響因素來自月球內部,那麼斷崖的方嚮應該是呈現隨機分布,在各個方向上的緊縮力量是均等的。但是月球勘測軌道飛行器照相機圖像所呈現的斷崖並非如此排布,沒有隨機的方向性。


科學家將注意力轉移到地球引力上,由於地球潮汐力對整個月球表面的作用不同,因此在月球近地點和遠地點附近可出現最強烈的斷崖格局。調查結果也認為許多斷崖分布為南北向,在月球極地和高緯度地區較低。結合潮汐模型後,科學家認為月球上的斷崖來自地球的潮汐力影響,月球勘測軌道飛行器項目科學家約翰-凱勒認為,地球上的潮汐效應對月球影響最大,當月球處於遠地點時,潮汐效應可形成較為明顯的斷崖。

月震之謎:阿波羅數據揭示月球表面200多次震動

月震有4種類型,第一種是深層月震,發生在表面以下約700公里,科學家認為是由於地球和太陽的潮汐重力而產生。第二種是隕石撞擊月球表面引起的振動。第三種是熱量月震。在度過兩周時間的月球黑夜(以及極低的溫度)之後,陽光的重新照射會使月球脆弱的外殼出現膨脹,並最終發生爆裂。最後一種是淺層月震,發生在表面以下約20到30公里處。

總之,對於小星體來說,反覆被其他大型星體的引力「揉搓」,內部就會出現頻繁地變形和摩擦。月球雖然已經被潮汐鎖定,只有一面對著地球,但軌道依然是個橢圓形,最遠和最近有5萬公里的差別。這個變化足以讓月球內部出現頻繁月震。

被反覆揉搓的衛星(當然不會拉長到這個地步)

如果換成更大的外部星體(比如木星),以更複雜的軌道來「捏」,星體極端情況下可能會被扯碎(請搜索「洛希極限」)。但在毫無影響和被徹底扯碎之間還有很多種可能,如果潮汐力不大不小,星體完全可能會摩擦生熱導致內核融化,製造表層的地質運動。這應該也算一種「活過來」的方式吧。

實際上,如果把大型衛星考慮進來,太陽系中因為潮汐力而「活躍」的星體可能比因為放射性元素而活躍的星體更多。因為岩質行星就那麼幾個,而木星和土星這兩個潮汐力巨大的超級行星卻擁有幾十個衛星。

比如說木衛一、木衛二、土衛二、土衛六。這幾個衛星要麼太小,很難靠放射性元素把自己「燒熱」;要麼乾脆就是輕元素構成,沒有多少重元素可供衰變放熱(聚變就更不可能了,木星都做不到)。但根據近年的觀測,這四個衛星都擁有一定程度的地質活動,比如火山噴發和板塊碰撞:

木衛二表面構造運動製造的裂痕:

木衛二表面的噴泉(火山)

木衛一相隔8年的照片。火山噴發改變了地貌:

新視野號拍攝的木衛一火山噴發視頻截圖:

土衛六南極火山:

惠更斯號登陸土衛六之後拍攝的地表:

土衛二表面的噴發:

土星和木星都是巨行星,所以能向衛星輸送足夠的潮汐力。同時各自擁有幾十顆衛星(木星70個,土星30個,還在增加),這些衛星之間的位置不斷變動,也會產生巨大的潮汐力,彼此「捏」來「捏」
去,導致星體內部融化,至少也形成一個很大的地下海洋(岩漿池,只是由輕元素構成),製造表面地質活動。從這個角度說,潮汐力讓這些星體「活」了。目前尋找太陽系內的其他有生命星球,重點就是這幾個超級衛星。如果一個內核已經凝固的星球軌道出現變化,進入巨型星體的周邊被潮汐力加熱,那麼「死去」的星核也可以「重啟」。

當然,世界上沒有免費的午餐,潮汐力製造的熱量,歸根結底是星體相互運動的動能。這些星體上的每一輪噴發都意味著新的動能損失。再過幾億年,很多衛星就會因此墜落到行星上,或是相互潮汐鎖定,不再有明顯的潮汐變化(也可能被撕碎)。但無論如何,對於已經凝固的星體來說,支取動能變成內部熱能,可能是「重啟」內核的唯一辦法。希望生存在這些液態環境下的生命抓緊時間,在星體重新凝固之前掌握到表面生存的能力,和地球人「接個頭」。

補充:
之所以我們在日常用品中感受不到潮汐力製造的摩擦,一方面是因為日常尺寸的物體太小, 潮汐力微弱;另一方面也是因為日常尺寸的物體表面積相對「太大」,迅速散失了潮汐力在內部製造的熱能。正如前面的討論,物體的尺寸越大,散熱就越慢,我們不能通過日常物體的尺寸去想像天文數字代表的物體大小,就沒法理解星球級別的散熱速度。

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內核轉動的結果是產生磁場,火山噴發和板塊運動相關,兩者沒什麼關係,一個內部,一個外殼。
至於停不停,那既要考慮行星的奮鬥,也要考慮太陽的行程。


地質活動消耗完內核的能量,內核就停止了!比如火星就是個死內核的例子,火星現在不會再有任何火山運動,不過曾經有過!


行星的內核在運行的時候,有時會 core dump

如果已經死機,想要重啟,加電就行了,交流電哦。

想像地球被巨大電場反覆揉捏的感覺……


電影「地心搶險記」就是關於這問題的


熱量耗盡,固化.


短短几十年壽命


松鼠掉進地核的時候


火星就是內部轉不動了 磁場沒了 大氣也跟著沒了


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