地热源，是指地球内部所蕴含的热能，认识地热的形成和分布规律涉及地球起源的各种学说。尽管对地热源源众说纷纭，但各种学说都认同岩石中放射性元素蜕变产生的热量是地热的主要来源，也就是说地球的热源绝大部分来自深部放射性同位素的蜕变。

放射性衰变热又称放射热或放射能。地球内部岩石和矿物中具有足够丰度、生热率较高、半衰期与地球年龄相当的放射性元素衰变时产生的巨大能量。它是地球内部的主导热源。

放射性同位素在一定程度上均自然放热，但Al26、Be10、Ce136、Fe60等半衰期短的元素只在地球历史早期起过作用，而半衰期过长者，至今尚未充分发挥作用。

地球化学研究证明在整个地球发展的历史时期中，能为地球提供大量热能的放射性元索仅为少量长寿命的放射性同位素铀、钍和钾等，与地球年龄相当，而且在地球中有较大的丰度和较高放射性热效率对地热的形成有着极为重要的意义。因而被认为是稳态热源。

1、铀有两种长寿命的同位素：

U238，通过一长系列的中间产物衰变为铅（Pb206）；

U235，也衰变为铅（Pb207）；

2、钍只有一个长寿命同位素，即Th232它也通过一系列中间阶段衰变为铅（Pb208）；

3、钾的稀有同位素K40通过两种途径衰变，一种衰变为Ca40，另一种衰变为Ar40。

下表是上述放射性同位素的半衰期和热产率。

由表中可以看到，同位素U238的生热率最高，钾在地壳岩石中的含量为（2~4）×10-6（以1g岩石中的克数计）它在地球各层圈中分布是不均匀的。

据计算，地球自形成以来，其内部中长半衰期放射性元素蜕变产生的热量平均每年约2.934×1017KJ，由于地壳中放射性元素逐渐消耗，产生的热量，约为30亿年前的40%。略少于地球每年向宇宙散失和由火山温泉携出的热量的总和，因而地壳在最近的地质历史时期正处在极其缓慢的冷却过程中。

地球化学研究表明，这些长寿命的放射性同位素在地球演化、分异过程中集中在地壳及上地恢的顶部。主要放射性物质U、Th、K同位素的校定天然放热量分别为9.525×10-5W/kg、2.561×10-5W/kg、3.477×10-9W/kg，根据岩石的密度与放射性元素的含量可以计算出各类岩石单位体积的放热量，如下表所示。

由以上表格可以看出，自然界的岩石中，沉积岩的辐射对大地热流的贡献不大；火成岩类仅花岗岩、流纹岩对地表热流有一定贡献；其余岩石贡献不大，尤其是玄武岩、橄榄岩、榴灰岩等基性、超基性岩放热甚低;变质岩类也只有绿片岩和低变质角闪岩对地表热源有所贡献。

放射性同位素在地球分异演化过程中集中于地壳及地幔上部，但从计算数值来看，地壳岩层中放射性热源最多只占大陆正常平均大地热流值的5%，因此可以推断大地热流的来源主要来自于上地幔。岩浆侵入到较浅的地壳中对局部性地区是一种短时的热源，这种热源较为常见。其余的热源，诸如热源反应、相变等则相对说来仅具有极为有限的重要性。

从上表可以看出放射性元素主要聚集的地壳及上地幔段随着深度的增加，放射性元素数量明显减少。

1、地球内部的热量除放射性元素产生的放射热外，地球收缩的重力能也是一种长期产出的热源。地球的半径收缩1cm，放出的热量有3.34×1023J。由于地球的总热容量为6. 27×1027J/℃，地球的平均温度上升5×10-5℃。

2、地球转动能也属热源之一，它是由于地球及其外壳物质密度的不均匀分布和地球自转时角速度变化，引起岩层水平位移和挤压所产生的机械热。这一热源在地球内部热源中所起的作用是很小的。

3、外成生物作用产生的热量称之化学反应热，虽然在地球内部热源中经常起些作用，但是次要的。化学反应热主要包括硫化物和有机物的氧化作用。有机物的氧化反应过程具有很强的热效应，它通过化学反应释放出平均为3.84×105J/mol的热量，而在地壳中这一化学反应分布十分广泛。

5、潮汐摩擦热等虽可算作热源之一，但产出热量对地球内部而言则显微乎其微了。