برای پاسخ به این پرسش نخست باید گفت که زمین ما ساختاری شبیه به پیاز دارد که در آن لایه‌ها بر روی یکدیگر قرار گرفته‌اند.
سطحی از زمین که بر روی آن قدم می‌زنیم پوسته نام دارد، سپس از این لایه که عمق آن تا سی کیلوم‌تر می‌رسد مانتل قرار گرفته که عمدتا از سنگ جامد تشکیل شده است. اگر باز هم به سمت پایین برویم به هسته بیرونی می‌رسیم که در آن آهن مذاب وجود دارد و در نهایت در پایین‌ترین سطح هسته درونی وجود دارد که از آهن جامد ساخته شده است.
هرچه به عمق بیش‌تری برویم، دمای محیط بالا‌تر می‌رود تا جایی که بخش‌هایی از هسته دمایی معادل دمای سطح خورشید را نشان می‌دهند.
در حالی که دما در عمق صد کیلوم‌تری نزدیک به هزار و سیصد درجه سانتی‌گراد است، وقتی به مرز بین مانتل و هسته بیرونی می‌رسیم دما به دو هزار و هفتصد درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در مرز بین هسته‌های بیرونی و درونی، دما دو برابر شده و تا شش هزار درجه سانتی‌گراد بالا می‌رود که رقمی معادل دمای سطح خورشید است.
این دما اگر روی سطح زمین بود تقریبا همه چیز را از فلزات و الماس گرفته تا خود انسان‌ها به بخار تبدیل می‌کرد، اما از آنجا که هسته در اعماق سیاره و در فشاری بسیار بالا قرار دارد، باعث می‌شود آهن خالصی که از آن تشکیل شده جامد بماند. در واقع نقطه ذوب آهن که در حدود پانزدهصد درجه است با افزایش فشار دگرگون می‌شود و این ماده در دمای بالا‌تر هم به حالت مایع در نمی‌آید.
این همه گرما از کجا می‌آید؟
هرچند خورشید ما و همه گیا‌هان و جانوران روی سطح زمین را گرم می‌کند، اما نور خورشید نمی‌تواند به داخل سیاره نفوذ کند و در نتیجه گرمای داخلی زمین از خورشید سرچشمه نگرفته است. در عوض دو منبع دیگر برای گرمای داخلی زمین وجود دارد.
یکی گرمایی است که زمین در زمان شکل‌گیری در چهار و نیم می‌لیارد سال پیش به ارث برده است. زمین از برهم‌کنش‌های درون یک ابر گازی و در نتیجه برخورد‌ها و ادغام‌های بی‌پایان بین میلیاردها تکه سنگ و سیارک در فرآیندی ده‌ها می‌لیون ساله شکل گرفته است.
در طول این برخورد‌ها مقدار زیادی گرما تشکیل شد که اگرچه بخشی از آن در فضا از بین رفت، باقی‌مانده آن اما در داخل زمین محبوس شد و حتی امروزه نیز بخش زیادی از آن باقی مانده است.
منبع گرمای دیگر تجزای ایزوتوپ‌های ناپای‌دار رادیواکتیو است که در هسته زمین پخش شده‌اند. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو جریان ثابتی از انرژی را آزاد می‌کنند که به گرما تبدیل می‌شود. پتاسیم-۴۰، توریم-۲۳۲، اورانیوم-۲۳۵ و اورانیوم-۲۳۸ چهار ایزوتوپ رادیواکتیو هستند که درون زمین را گرم نگه می‌دارند.
برخی از این نام‌ها برای شما آشنا به نظر می‌رسند، نظیر اورانیوم ۲۳۵ که به عنوان سوخت در نیروگاه‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما باید گفت اگرچه این ایزوتوپ اورانیوم و همین‌طور برای مثال پتاسیم-۴۰ موجود در زمین تا حد زیادی از بین رفته‌اند، با این حال زمین در خطر تمام شدن منابع گرما نیست و توریم-۲۳۲ و اورانیوم-۲۳۸ برای میلیاردها سال دیگر کافی وجود دارد.
در واقع نیمه عمر همه این مواد بیشتر از هفتصد می‌لیون سال و برای مثال برای توریم چهل و چهار می‌لیارد سال است، امری که باعث می‌شود آن‌ها به این زودی تمام نشوند و زمین را در برابر سرد شدن کامل هسته محافظت کنند.
این ایزوتوپ‌های آزادکننده انرژی همراه با هسته داغ و مانتل، گرما را برای حرکت صفحات فراهم می‌کنند و حرکت این صفحات است که در طول می‌لیون‌ها و میلیاردها سال خشکی‌ها و اقیانوس‌های تازه را می‌سازد. بدون گرمای داخلی زمین، صفحات حرکت نمی‌کردند و زمین به نحوی سرد می‌شد که دنیای ما به احتمال زیاد غیر‌قابل سکونت می‌شد.
علاوه بر این دو منبع مهم، عوامل دیگری نیز می‌توانند به گرم نگه داشتن هسته زمین کمک کنند. برای مثال چرخش زمین، تشکیل نیروی گریز از مرکز را در پی دارد که این کار به نوبه خود باعث گرم شدن هسته می‌شود. اصطکاک ناشی از حرکت صفحات زمین نیز خود از عوامل دیگر تولیدکننده گرما است.
اما احتمالا این سوال پیش می‌آید که چرا گرما در هسته می‌ماند و به سرعت به سطح زمین نمی‌رسد؟ علت نگه‌داری گرما در هسته این است که تنها فرآیند‌های انتقال گرما در آنجا، انتقال همرفتی و رسانش گرمایی است که دومی به خصوص فرآیندی نسبتا کند است.
هسته زمین در نتیجه این انتقال گرما سرد می‌شود، اما محاسبات زمین‌شناسی مشخص می‌کند که هسته از ابتدای تشکیل تا کنون تنها دویست و پنجاه درجه سرد شده و با نرخ سرد شدن امروزی، چیزی در حدود نود و یک می‌لیارد سال دیگر طول می‌کشد تا به صفر درجه برسد.
