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。
〆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。
〆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。
〆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。
〆然而，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 Ges
smann 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。
〆同位素鉀-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。
〆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。
參考資料：
Murthy, V. R., van Westrenen, W. & Fei, Y. Experimental evidence that potassium
is a substantial radioactive heat source in planetary cores. Nature, 423, 163
- 165, (2003). |Article|
Gessmann, C. K. & Wood, B. J. Potassium in the earth's core?. Earth and Planeta
ry Science Letters, 200, 63 - 78, (2002). |Article|
資料來源：Nature News, 2003.5.8
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