學會打洞以來，人類只向地心前進了12公里，那又是如何知曉地球的洋蔥結構？

12-23

1.3億光年外的引力波剛被人類探測到了，而引力波能做啥暫時未知。但地球上一直以來都那麼轟轟烈烈的地震波，它們能做的事卻是早已確定了的——用來探測地球內部並將其分層。

給我一個超聲波，然後……我從孕婦圓圓的肚皮上探測出了胎兒形狀。

好吧，現在給你一個地震波，你又該如何探索地球內部？

別急。

咱們一步一步來。

地震波不是一種波，它是三種波的統稱，分別是P波，Ｓ波和表面波。

地震時，表面波來得最晚，但把人類傷得最深，因為它的振幅最大。

而P波和Ｓ波對地球物理學家們幫助最大，本文著重說這兩種波。

P波的特點是，其振動方向和前進方相同，故在所有地震波中，它的速度最快，也最早抵達。最需要注意的一點是，P波能在固體和液體中傳遞。

S波的特點是，其振動方向垂直於波的前進方向（如上圖），S波的速度僅次於P波。需要我們牢記的是，S波只能在固體中傳播。

準備工作已做好。萬事俱備，只欠地震！

…………

終於等到你，來自北極的地震：

上面的動圖中，藍色的波為P波，因為它總是一馬當先。而紅色的為S波。

奇怪的是，我們在南半球的地震監測站只收到P波，而S波卻不見蹤影，這是為什麼？

回頭複習一下，嗯，S波不能在液體中傳播！於是，我們推斷，在地球內部某個深度下一定有著熔融狀的液體。

地球事大，可不能亂下結論！所以，我們還得繼續試驗：

如上圖，「蝌蚪狀」的Ｓ波依然不能穿透地球內部，當它到達一定深度後要麼反彈回來，要麼反射到其他方向。問題是，這個深度到底是多少？

由於S波的速度我們是知道的，根據其來回所耗用的時間，我們就能得到一個數據，那就是在我們腳下，2885公里深的地方，有一個液態的面，那裡的物質呈熔融狀。

這個面，就叫做「古登堡界面」。1914年，德國地球物理學家賓諾·古登堡發現地下2885公里處，地震波的傳播速度有明顯變化，其中P波的速度明顯下降，而橫波則完全消失。後來證實，這個面是地核與地幔的分界層。

發現古登堡界面後，咱們繼續施放地震，或者在地下十幾公里深處來一顆氫彈。

如上面的動圖，注意動圖中標註的那條線，也就是那道波，它跟前一道波相比，走的路徑更長，但它卻比前一道波先到達地面！

這更奇怪了。面對這種現象，來自克羅埃西亞的地震學家莫霍洛維奇百思不得其解。

1909年，克羅埃西亞國內發生了地震。莫霍洛維奇拿到多個地震觀測站的數據後開始比對，結果，他驚訝地發現，有的地震波是以7～8千米每秒的速度向更遠的地震站傳播的。

到底是另一種速度更快的地震波，還是同一種波選擇了另一條捷徑？

最終，莫霍洛維奇經過深思熟慮後，他得出結論，這是P波走了捷徑的緣故，在厚厚的地殼下，有著另一層不同於地殼的物質，它就是我們現在說的地幔，地幔中的物質密度更大，所以地震波傳播得更快。

為了紀念莫霍洛維奇，故把地殼和地幔的分界面叫做莫霍面。

地球物理學是一門充滿著各種爭論的學科，然而，100年過去了，地球內部的「莫霍面」和「古登堡面」卻是地球物理學公認的基石之一。

方法補充

上文我們用地震波回顧了一下歷史上莫霍面、古登堡面的發現過程。關於地震波，我們還需要補充一些知識。

地震波的速度取決於介質的密度和彈性。又因為地球密度隨深度增加而增加，所以地震波的速度範圍從地殼中的大約2到8公里/秒，到深地幔中的13公里/秒。

水槽中加滿水後，激光的折射與反射。

跟光波一樣，地震波也會反射和折射。當它在地球內部傳播，遇到不同的介質時，路徑就會改變。

如上面的動圖，當P波穿過地球內部，並從外核進入地幔時，發生了明顯的折射。另外，動圖頂部的地震波走的明顯是曲線，原因如下，如果物質的密度是均勻的，則地震波將走直線，但如果物質的密度是一個漸變的過程，則地震波走的也將是一個漸變的曲線。正是以上這些原因的存在，我們看到，在南半球的一部分地震監測站檢測不到P波，這就是P波的陰影區。同理，Ｓ波也存在陰影區。而兩個陰影區交疊的地方，地震站將接受不到任何地震波。

根據以上方法（當然還有別的方法），地球物理學家們將地球分成了以上結構。不過，如果是根據機械性能的不同，我們又可以將其這樣分：岩石圈、軟流層、地幔、外核和內核。

輕鬆一刻

地球物理學是一門通過地震波、重力、電磁、地熱和放射能等方法研究地球的學科，而關於地球物理學有不少笑話，其中一個是這樣的：

一個老闆讓地質學家、工程師和地球物理學家到他的辦公室。然後，他問每個人，2 + 3等於幾？

工程師答：5.0000000。

地質學家答：4到6之間。

地球物理學家靠近老闆，回答道：老闆，你想要什麼？

對這個笑話若不深入了解，難免會對地球物理學家們有誤解。實際上，這個笑話跟一個著名的理論有關，這就是「地球物理反演理論」。

要懂得什麼是反演？先得知道什麼是正演。這裡，中國地球物理學家楊文采院士給我們做了一個形象的比喻。他說：

將一瓶香水放到房間中央，從擴散方程得知，一天之後小房間內將布滿大致均勻分布的香水分子，這就是正演。

而反演就是，已知屋子內的香水分布，然後讓你推算出，香水是何時放到屋子裡的？裝香水的瓶子又是什麼形狀？

地球表面被堅硬的岩石所覆蓋，而人類至今鑽探的最深井也就1萬多米。所以，沒有人見過15公里以下的岩石什麼樣。

而現在，人類卻對地球內部的物理性質已經有了不同程度的了解，但這些知識多數是來自於對地球物理的反演，而不是來自於鑽井。

既然是反演，就必然存在多解性。正如地球物理學家劉光鼎院士在一次報告中強調的那樣：任何地球物理的反演問題都是多解的，不唯一的。

比如前面的「香水問題」，反演時，我們顯然是無法求出「香水何時放置？」的精確時間的，也就是得不到一個唯一解。

所以笑話中，地球物理學家才如此回答：老闆，你想要什麼？

出品：科普中國

製作：寒木釣萌

監製：中國科學院計算機網路信息中心

「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。

本文由科普中國融合創作出品。

（原創，轉載請註明）大約6500萬年前，都獁星系星際大移民的時候，這批聯盟移民是由兩個種族聯合發起的，由於路途遙遠，這是一趟單程票的星際移民，巨大的移民飛船先到達的月球，並建立了基地，當時月球表面和地球一樣是有稀薄大氣層和可以呼吸的，另外地球非常危險，由某種低等食肉類生物統治著，移民大軍消滅了這種生物後，把一部分性格溫和的墾族人送上地球，再後來月球基地發生政變，月基被性情暴躁多變的科尼族人叛軍奪取，並殘殺了其餘的墾族人，地球的墾族先遣隊回不去了，建立了地球基地和政權並且繁衍後代，再後來月基的科尼族向地基的墾族發動了長達幾百年的斷斷續續的侵略戰爭，由於最後大規模的使用我們現代人未知的高能武器月球大氣層被破壞，地球也同樣遭殃，但是地球體量大的原因，地表人類還可以生存，但月球的叛軍就沒那麼幸運了，無奈月基科尼族開發了月內基地，並居住於月球月面5千米下的內部。地基的墾族也已經耗盡了戰爭資源，無法持續的登月作戰，直到500個地球年之後，月基科尼族通過超級引力控制裝置，俘獲並控制了一顆流浪與此的一顆小彗星，並引導其撞向地球，結果大家都知道了，地基的墾族幾乎全被毀滅，最後剩餘僅約7000多墾族被迫轉移至末日凈土，沒錯那是為了防止毀滅性的地表災難發生前，墾族一直在修建的位於地表200千米以下的基地。月基的科尼族趁機傾巢出動，佔領了地球表面。墾族的性情是溫和而愛好和平的，但也不是任人宰割的主，再墾族撤離之前，再地表留隱藏了幾千個超級破壞性的爆炸裝置，科尼族登陸的第二個地球日的清晨，地下墾族的女王姣，下達了起爆命令，再四分之一秒內，地表的幾千裝置同時起爆，每個裝置的爆炸當量相當於我們知道的廣島原子彈的幾千萬倍。但是這種爆炸沒有核輻射，也算墾族最後的善心了。地球瞬間如同人間地獄，這次爆炸造成的物種滅絕達到了99%，但是造成的海嘯以及地震和板塊移動把末日凈土通向地表的七個通道也全部封死。倖存下來的幾千科尼族人也一下被炸回到了石器時代，所有科技文明毀於一旦。墾族由於某種原因，幾千萬年以來再也沒有到地面上來侵略，可能是因為天生的性格罷了。只是偶爾派遣偵查器和幾名人員到地表探查。看到這裡大家應該有答案了吧，沒錯，我們就是叛軍科尼族的後代。

人類打洞，只是想探究地球內部的奧秘，其實靠現有的科學技術是打不穿地球的，。地球內部分地核，地心等就不述說了，洋蔥的結構與地球內部的形態很相似，但地球里的容岩堅如磐石，容漿的溫度千度，地心溫度達到6，7千度，如此高溫，按目前還有什麼鑽探技術能深入進去，不被容化。再說，，地球內部結構複雜，磁場，磁心，磁核，還有五花八門的這力和那力等，至於如何知曉它與洋蔥相似，那也是好幾代人利用地震，火山(噴發出的岩漿)，海嘯，包括力學，光學等綜合分析得出來的結論，也許還有很多不完善，還有許多迷還需要努力的發現去利用，但大體就是這樣。

但有一點，如果要把地球打穿，那是萬萬不能的，它一擔破壞了地心及磁場引力核心，地球內心必發生重大變化，導至磁場弱化，引力下降，地球就慢慢的走出自己原有的軌道，。到那時就是人類的災難。(這只是假想)。

這是我在另外一個問答的回答中的回復，回答這個問題有一定意義。1、推進12公里。背景推論：如果考慮把地球的質量集中在地核，地球除了地表外是空心的，不考慮阻力，那麼人從赤道地表垂直掉落地心的曲線就是遠地點在地表且線速度為466米/秒、近地點在質心附近速度約7.9千米/秒以上的內切橢圓。也就是說，從這邊跳進去出發和從哪邊跳進去返回必須是兩條通道，絕無一條通道的逆行可能。極限情況是南北極可以復用一條通道，因為橢圓軌道被壓成一條直線。就這，還未考慮地球自轉對軌道的影響。所以人類從地表下鑽到一定深度後，鑽桿柔弱如油條（可腦補500米鋼軌的吊裝），地麵線速度與地下不同下鑽時又需走橢圓弧軌道，轉動鑽探時中間部分鑽桿像甩大繩一樣畫圈，鑽頭也因應力不同而偏嚮導致方向失控，必有怪聲，所以下鑽開洞不可能，開挖方式倒是可以更深。2、洋蔥結構。（個見）地面涼、硬，有足夠實踐經驗，一層；火山噴發，有岩漿，一層；地球有磁場，有鐵之類導磁體，比重較岩漿重，必包裹於岩漿之下，一定有核；加上對地球傳導各種波的探測，基本形成洋蔥結構模型的統一認識。眼見為實，還是應該打洞看看，請參見本回復1。

地球本身就是另一種高等文明存在體，地球是高等文明存在體，我們生活的地表是落在這種高等文明存在體上邊的塵埃，我們永遠到不了地心。高等文明體會阻止我們入侵，正如我們阻止病毒入侵我們身體一樣，我們對於高等文明來講，就如我們身體和病毒的關係一樣，我們感覺地球很大正如病毒感覺我們身體很大一樣。地球也是生命體，是我們人類認知無法理解的一種生命體，我們在探索地球同樣地球也在探索我們，當我們的存在影響了地球這個生命體的發展，他就會想法消滅我們，比如氣候變化，比如小行星相撞...這可能是地球的自身免疫，也可能就像我們治病用藥做手術一樣的一種治療手段。我們去了月球，探索了火星就像病毒傳染一樣，由一個生命體傳染到另一個生命體，傳染病毒會被人類不斷的消滅，我們這樣肆無憚忌的探索太空最終也會被這種生命體消滅。霍金可能不是危言聳聽，他的一些警告發人深思，當我們試圖打破這種平衡的時候，也就把人類自己送上了斷頭台，就如病毒打破了自身免疫平衡，很快就被我們用抗生素消滅一樣

在學校讀書時，老師給我們講地震的產生是通過地震波傳遞到地面的，分為縱波和橫波，人類對地球內部的結夠主要是通過地震波來劃分的，分地垓地幔地殼這三層，也就是洋蔥似的一層一層的。

應該是根據這12公里的岩層變化，推算出來的吧！！人類再太空領域，人類已經到達了38萬公里遠的月球，探測器已經到達1.5億公里的太陽系邊緣，太空望遠鏡更是可以觀測到幾百億光年遠的星系，但是地下探索只能前進到12公里，細思極恐！！