地球「肚子」里，藏著什麼秘密

2016年11月14日科學家一直以來不能說清為什麼地球的化學成分和一類輝石球粒隕石的成分不同，這類隕石被認為是地球形成的原始材料。　視覺中國　圖解放日報記者　夏斌手持魔杖的魔法師，提著一隻神奇的皮箱來到美國紐約。這隻箱子是連接「魔法世界」和人類世界的大門，一不小心就會有危險的「地下」動物逃逸出來……根據《哈利·波特》作者羅琳同名小說改編而成的電影《神奇動物在哪裡》，即將在全球上映。「魔法世界」是不是源自地底，成為「麻瓜們」熱議的話題。「上天」不易，「入地」更難。倘若把我們生活的這個藍色星球比作一個蘋果，那麼與人們關係最為直接的地殼，僅相當於薄薄的一層果皮。由此往下的地底世界，更為龐大隱秘，也更為光怪陸離，被公認為地球科學研究的「紫禁城」。那麼，地球的「肚子」里究竟藏有什麼秘密？是滾燙的岩漿到處肆虐，還是密布「矮人」儲藏的珍寶？地心深處，真的有神奇生物乃至文明存在嗎？兩種假說關於地下世界的描述，影響最為廣泛的就是《地心遊記》。這部小說首次出版於1864年，是法國科幻作家凡爾納的經典之作。在他的筆端，勇敢的探險家來到地球深處，遭遇火山爆發、岩漿飛濺，還看到了巨大的「地下海」以及各式各樣的奇異生物……地殼之下，到底有著怎樣的「另一面」？國際上存在兩種主流說法：一是空心說。上世紀20年代，有地質學家提出，很久以前，宇宙中一顆巨大的隕星掉落地球，穿透了地殼，於是形成了一個空洞。空心說的另一個依據是對地球重量的比較。如果地球內部全部由實體物質構成，那麼它的重量應該會比現在大得多。造成這種結果不外乎有兩種情況：空心或者多孔。不過，有質疑者強調，即使地球內部有空洞存在，也只在表面淺層地區。因為地殼更深處如果有過洞穴，一定會因為高壓而被摧垮。二是實心說。1936年，丹麥地震學家雷曼女士證明，地球內部有個地核存在。它包括一個大小與月球相當的鐵質內核和一個液態外核。其中，內核在產生地球磁場的地球動力學中發揮重要作用。三個分層大家知道，地球內部是有明顯層次的。最外面的一層，叫做地殼；接下來的中間層，被稱為地幔；最裡面的部分，叫做地核。如果拿煮熟的雞蛋打個比方，那麼地殼類似於蛋殼，地幔相當於蛋白，地核就是蛋黃。地殼是地球的表面層，是人類生存和生產的場所。整個地殼的平均厚度約為15公里，與地球平均半徑6371公里相比，僅是薄薄的一層。地殼中的各種化學元素不斷進行化合和分解，形成名目繁多的礦物。多種礦物按照一定的規律組合在一起，就成了岩石。地殼雖然很堅硬，卻不是鐵板一塊。研究顯示，地殼是由幾大板塊拼起來的。這些板塊不是固定不動的，而是處在不斷移動之中。地殼之下是地幔。地幔主要由高溫岩漿組成，很像一大鍋濃粥。地幔可以分成兩層：上地幔和地殼相連，厚度約有1200公里，主要由硅、鐵、鎂等成分的橄欖岩組成；下地幔和地核接觸，厚度約有1700公里，成分主要是鐵、鎳等金屬的氧化物和硫化物。地幔再往下，就是地球的最深處——地核。現有研究表明，地核是一個以鐵等金屬為主的球體，可分為內外兩層。其中，外地核為熔融態，厚約2240公里；內地核為固態，半徑約為1120公里。地球內部越接近地心，溫度就越高。科學家利用最新技術測出，地球核心的溫度是6000℃，接近太陽的表面溫度。兩大障礙今天，人類進入太空乃至登陸月球都不再是夢想，然而「入地」卻顯得有點遙遠，主要障礙就在於「高溫」和「高壓」。一般估計，地幔與地核界面的溫度約在3700℃，內核溫度約在4000℃至4500℃之間。地下世界的溫度為何如此高？主要是鈾等同位素物質衰變時釋放出巨大能量。另外，45億年前地球生成時保存的熱能，也是一個重要因素。地球內部的壓強，也隨著深度增加而增大。科學家推測，地殼下面的壓強約為90萬千帕，地幔底部的壓強約為1.4億千帕，地球核心點的壓強則高達3.6億千帕。這都遠遠超出了地球表面的標準大氣壓。不過，地底並不會因此而顯得「死氣沉沉」。1946年，英國科學家威爾金斯推斷，由史前文明人開闢建造的地下隧道首尾相接並有許多支岔，可縱貫歐亞美非各大洲。此外，目前已經發現在地表下方1.6公里左右的地方存在微生物，那裡的溫度已經非常高了。科學家還發現，一些細菌可以生存在高達2萬千帕的環境里。而過去的研究表明，細菌或者其他形式的生命無法生存在超過幾千個大氣壓的環境里。一顆「熾熱的心」寒冷的冬季即將到來，你也許正在計划去哪裡泡一泡溫泉。可你知道嗎，為何地底下會冒出一口口溫熱的泉水呢？這其實源自於「地熱能」。地球內部有顆「熾熱的心」，裡面的放射性元素不斷進行著衰變反應並釋放熱量。巨大的熱量會通過大地的熱傳導、火山噴發、地下水循環等途徑不斷向地表散發，由此形成「地熱能」。僅以目前探明的總量來看，地球蘊藏的地熱能量足夠全球60億人口消耗100萬年。而且，它在使用過程中不會釋放溫室氣體。不僅產生熱能，地球還能「吃石頭，吐鑽石」。科學家發現，地球上的大部分鑽石來自於地表下不到19公里的地方。在那裡，地幔內部的特殊環境把部分岩石變成了鑽石，後來部分鑽石又被金伯利岩帶到地表。金伯利岩是由火山爆發產生的，這種岩石一直是人們尋找鑽石的「指標岩」。建造「望遠鏡」迄今為止，人類對地球內部的探索研究，主要依靠兩種形式：一是「做CT」。科學家在地上製造的地震波會沿地下傳播，而當地震波碰到不同地質體時就會反射回來，儀器接收到反射信號，經過處理以後得到圖像。由於不同深度和岩石性質反射的波是不同的，通過分析反射，科學家就能大體判斷地球深部的構造。二是建造「望遠鏡」。經由CT獲取的認知，畢竟仍然是間接的。隨著科學技術的發展，國際社會開始紛紛建造伸入地球內部的「望遠鏡」，即開展大陸科學鑽探工程。所謂大陸科學鑽井，就是在地球大陸上選擇富有科學探索意義的地區，鑽進達數公里的深孔，用來進行科學實驗。自上世紀70年代以來，現在已有十多個國家打了近百口深淺不一的鑽井。其中，鑽探的最深記錄是12公里。我國的第一口大陸科學鑽井——「科鑽一井」於2001年開鑽，地址位於江蘇連雲港東海縣毛北村。據報道，2004年12月26日8時許，正在「科鑽一井」進行觀測的科研人員發現，地下4.9公里處流體中氬和氦的含量突然發生變化。1小時後，4700公里外的蘇門答臘發生9.3級地震。這是一種巧合，還是有著內在的聯繫？利用大陸科學鑽探深井，能否開闢地震預報的新途徑？這些謎團，都有待進一步解開
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