明尼蘇達大學的科學家 V. Rama Murthy 研究發現，主要以鐵構成的地球核心裡也有大量
的放射性鉀元素，而其衰變所釋出的熱能正是地球自 45 億年前形成至今，讓地心維持高
溫的主要能量來源。能量的總量與地球演化的歷史有密切的關係，更重要的是，它決定了
地球磁場的存在。
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地球磁場阻隔了由大量帶電粒子構成的太陽風，如果沒有磁場，太陽風會使大氣離散，地
球表面將暴露於危險的高能粒子輻射下，生命也無法生存。
來自地心的熱會擾動地幔中高溫的岩石，使地球表面移動，不僅造成大陸與海洋，也在地
表形成了山脈與火山等。而這項有關地核熱源的新發現，將有助於解開科學家長期以來有
關驅動地幔運動來源的疑惑。
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地球內部由放射性元素加熱一直是研究地球歷史的一大重要問題。在十九世紀，放射性元
素被發現前不久，物理學家 Lord Kelvin 從地球冷卻速率推估地球年齡僅 9800 萬年，但
1907 年美國放射性元素研究先驅 B. B. Boltwood 推測地球內部的放射線元素衰變可提供
更多的熱量，因此地球年齡應在數十億年以上。類似的發現也發生在地球磁場的研究上，
一般認為，地球磁場源自液態鐵核的自轉，當最核心的鐵固化時也會放出熱，但僅靠類似
過程產生的熱，卻僅能維持磁場十億年左右。
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然而，古代岩石中卻保存了至少 35 億年前地球即有磁場的證據。去年，Christine Gessm
-ann 與 Bernard Wood 提出了其餘的熱可能是來自地核放射性鉀同位素衰變所釋出能量的
說法。
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同位素鉀-40 的半衰期非常長，約 12.5 億年，足以在整個地球歷史中擔任產生熱量的重
要角色，而且地球內部有大量的鉀，但到底有多少鉀能進入鐵的核心則一直是個未知數，
之前的估計也呈現兩種不同的結論。Murthy 的小組認為這只不過是實驗上所出的問題，科
學家已經測出在類似地幔與核心邊界的溫度與壓力環境下，有多少鉀可以通過熔融態的矽
，就像地幔中的岩石，而進入富含硫的熔融態的鐵，如地核。結果與 Gessmann 和 Wood
的預測相去不遠。
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硫是影響鉀融入鐵的關鍵因素，科學家們相信火星鐵核中的硫比地球還多，因此放射性元
素衰變在對核心加熱上所扮演的角色或許更重要，這也顯示在火星早期歷史中，可能具有
足以保護生命生存的磁場。
資料來源：Nature News, 2003.5.8
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