地热成因——放射性元素产生热能的方法

  地球内部蕴藏着巨大的热能叫做地热能，进入地球内部越深，温度就越高。每天由地球内部向地表传递的热能相当于全人类一天使用的能量的2.5倍。
  地球的热能来源于内部与外部作用，其中内部作用有：放射性元素的衰变、潮汐的摩擦、弹性应力的松弛、重力分异、结晶作用和多形转化、电子层的重新排列、相转换、化学反应等；外部作用主要是宇宙辐射（切列缅斯基，1977）。地球内部产生和储存的热能，可以转换为构造运动、地震及火山活动等机械能，而机械运动又可将其部分能量作为热能释放出来。地热能是储存于地球内部的热量，它的形成有多种因素，主要来源于放射性元素的衰变与高温熔融体。
  在地球内部不断地向外部传递热能的同时，也有使地球内部加热的重要因素，其中最重要的是由放射性元素产生的热能。放射性蜕变将质量转变成辐射能量，辐射能又转变成紧邻蜕变中核类的环境中的热能量( Hurley and Fairbairn，1953)。地球内部放射性元素集中分布在接近地球表层数百公里厚的岩层内（古登堡，1965）。放射性热的析出主要是靠长半衰期的与短半衰期的放射性同位素蜕变进行的（上田诚也、水谷任，1978）。
  地球上的岩石（如：花岗岩、酸性岩、玄武岩等）均含有U、Th、K等放射性元素。据研究发现花岗岩和玄武岩与超基性岩相比，前者的发热量要远比后者大得多。据此可以推断，放射性发热源富集在地壳之内，而在地幔内则较贫乏，这与U、Th、K的地球化学特性有关，大陆地壳热流量数据也表明这类元素系富集在地壳上部。