(1)重力分异说认为,地球由冷的星际物质相互吸引聚集而成。在地球形成的早期有大量星际物质向地球坠落,撞击释放出的动能转化成热能。
同时,地球在变得越来越致密的过程中,内部物质按密度进行分异,重者下沉,轻者上浮,位能便转化成为热能。这两种热源都使地球增温。其中部分热量已散失,部分热量则储集在地球内部。
(2)放射热说认为,地球的内热是由放射性元素衰变而产生的。放射出来的α、β粒子与γ射线被周围的物质吸收转变为热,从而提高了物质的温度。据侯德封等计算,235U的生成热为13.52J/(g∙a),238U为3.10J/(g·a),232Th为0.84J/(g∙a),40K为0.92J/(g∙a),目前地壳中U、Th、K的平均含量分别是2.5×10-6、1.3×10-6、2.5%。因此,因放射性衰变所产生热量以整个地壳计,为12.64×1020J/a,以整个地球计为16.62×1020J/a。考虑到地球中许多中、短半衰期的放射性元素已衰变殆尽,而长半衰期放射性元素的含量也在不断减少,因而估计,45亿年前放射性元素的生热量比现在至少大4~5倍。
因为放射性元素在花岗岩中的含量较高,在中性岩及基性岩中较低,在超基性岩最低。而地壳平均成分相当于中酸性火成岩,地幔成分相当于超基性岩,地核成分则为Fe、Ni金属。因而放射性生成热主要集中在地壳,地幔中较少,在地核中甚微。这是地热增温率随着深度加大而明显减小的一个原因。此外,由于地壳及地幔上部物质在水平方向上分布不均匀,而且物质的分布状况在不断改变,各处生成的热量不一致,这就是大地热流和地热梯度各处不同的原因。