任何地质作用都要消耗能量。形成地质作用的能量来源主要有两种,一种是来自地球以外的能量,称之为外能,主要有太阳辐射能、潮汐能和生物能(包含人类的能量)等;另一种是来自地球内部的能量,称之为内能,主要是地内热能、地球旋转能、重力能等。
1.内能
(1)地内热能。地球本身具有巨大的热能,这是导致地球发生变化的重要能源,地热内能主要有放射性热能、压缩热能、化学能和结晶能等几种常见形式。由地球内部放射性元素蜕变而产生的热能称之为放射性热能,是地球热能的主要来源。地球在由星际物质聚集而成的过程中,在本身重力作用下体积逐渐压缩,产生压缩热,也是地球热能的一种来源。另外,地球内部物质发生化学反应,或者产生结晶作用,也可以释放热,所以化学能和结晶能同样是地球热能的来源。据计算,地球内部每年产生的总热量大于每年经地表散失的总地热流量,这部分剩余的地热能量,是导致火山活动、岩浆活动、地震、变质作用、地壳运动的主要能源,根据岩石圈板块理论,地内热对流是板块运动趋动力的主要能源。
(2)重力能。由地球引力给予物体的位能。在地球表面所有物体都处于重力场的作用之下,使物体具有不同程度的重力能,物质总位能的释放转化为热能,这种热能称为重力分异产生的热能,成为地球热能来源之一。
(3)地球旋转能。地球自转对地球表层物质产生离心力。离心力的大小随纬度而变化,两极为零,赤道最大,故离心力自两极向赤道是逐渐增加的;同时离心力又可分解为两个分力,一是垂直地面的垂直分力,它和重力作用方向相反,并为重力所抵消;一是过地表相应点沿经向的水平分力(切向分力),这是使地壳表层物质产生由高纬度向低纬度沿水平方向移动的有效分力。
2.外能
(1)太阳辐射能。太阳不断向地球输送热能,根据计算,一年中整个地球可以由太阳获得5.4 × 1024J的热量。太阳辐射热是大气圈、水圈和生物圈赖以活动、发育并相互进行物质和能量交换的主要能源,并由此产生了一系列的外营力,如风、流水、冰川、波浪等。
(2)潮汐能。地球在日、月引力作用下使海水产生潮汐现象。潮汐具有强大的机械能,是导致海洋地质作用的重要营力之一。
(3)生物能。由生命活动所产生的能量,无论是植物的生长、动物的活动,以及人类大规模的改造自然活动,都会产生改变地球物质和面貌的作用。但归根结底,任何生物能都源于太阳辐射能。
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