探索神秘的地下世界

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1、探索神秘的地下世界科拉超深钻孔17世纪，一些了不起的学者如开普勒、伽利略等人己经为现代天文学奠定了基础，但对于地球内部的认识，却依然停留在中世纪的神话和想象中。1664年，欧洲百科全书式的著名学者阿塔纳修斯?基歇尔出版了描绘地球内部结构的示意图。在图中，地球是一个有巨大洞穴的世界，洞穴中有很多分开的空间，有的充满空气，有的充满水，有的充满火;地球的中心是地狱，那是一个火焰世界;地狱的外层是炼狱，一些管道里燃烧着火，火加热了温泉，制造了火山。尽管基歇尔描绘的地下世界很荒谬，但他也不是一个完全靠想象构建理论的学者，他曾亲自进入冒着烟的维苏威火山口以测量那里的温度。现

2、在我们知道，地球的中心有一个固体的铁核，它的大小和月亮差不多，这铁核又被一层熔化的铁和镍包围着，这就是外核。外核的外面是固体的地幔，厚度为2900千米。地幔的上面就是地壳了，它是一些构造板块，在地幔上缓慢地漂移。科学家意识到，在地球内部人类难以抵达的深度，正发生着一些强烈影响着生活在地球表面的生命的活动。在地球的中心，炽热的地核和太阳的表面一样热，从那里产生的地球磁场形成了地球生命的保护屏，它阻挡和偏转了致命的宇宙射线和太阳辐射。假若没有这样一个磁场屏障，那么地球将毫无生气__只要看看荒芜的火星和金星就明白了。超深钻孔如何深入地下一探宄竟呢？也许钻探是一种可行的

3、办法。在俄国西北端的科拉半岛上，至今还遗留着一个废弃的科学研究工作站。在冷战期间，苏联科学家在那里钻了一个很深的窟窿，这个窟窿被人们称为“科拉超深钻孔”，它是目前世界上最深的钻孔。这个深孔开钻于1970年的春天，此前4年，美国人已经放弃了一项类似的工程：莫霍计划。莫霍计划的实施地点是太平洋底，美国人希望从那里通过钻孔深入地下几千米以得到一块地幔的样本。他们用了5年时间将钻孔从3350米深的水下向地壳钻进了183米。这个计划远远没有达到预定的目标。而俄国人显得更有耐性，一直工作了24年。到1994年结束时，他们的钻头接触到了27亿年前的古老岩石层，钻孔底部的温度超

4、过150°C,那里的岩石具有极强的可塑性，乃至于只要钻头后撤，钻出的孔就会重新合上。在这24年间，人类的探测器抵达了月球、火星，“旅行者”号探测器已经飞越了冥王星轨道。而科拉钻孔抵达了怎样的深度呢？大约12千米。想想地球的直径约为12750千米，假若把地球看成是一只苹果，那么科拉钻孔甚至还没有穿透它的苹果皮哩。发射一枚探测器吧！在地球上，所有的矿藏、洞穴和峡谷，大海、江河和生物都只存在于一个岩石的壳上，这就是地壳。地壳非常薄，依比例看，它比鸡蛋壳还要薄得多。而地球内部的地幔和地核，人类则从未抵达过，或许永远也无法抵达那里。美国加州理工学院的地球物理学家戴维?史蒂

5、文森有一个妙想：人们可以向太空发射探测器探索太空的奥秘，为什么不能向地心也发射一枚探测器呢？在他的一篇论文中，史蒂文森描述了一种直接发送探测器前往地球中心的设想。首先，在地球的表面引爆一次爆炸，这个爆炸可以是核爆炸，也可以是常规爆炸，从而在地面制造一个深达几百米的裂缝。接下来，人们便向这个裂缝中倾倒大量炽热的铁水。由于铁水的密度比周围的物质大一倍，它们会在重力的作用下将这道裂缝向下延伸，一直抵达地核。在铁水下降的过程中，由于周围岩石的压力，铁水经过后，地面会很快地弥合，不会造成永久裂缝和其他灾难性的后果。在铁水中隐藏着一个足球大小的探测器，随同铁水一同向地核进发

6、，前进速度大约为16千米/小时，只需一个星期就能抵达地核。这个探测器会不停地记录数据，显示温度、压力、岩石的组成等等。由于无线电波无法穿透固体的岩石，这个探测器必须自己振动，通过一系列微小的地震波传输数据。地面上非常敏感的地震仪能够接收它的信号。基歇尔描绘地球内部结构的示意图论文发表后，很多人都质疑它的可行性。首先，铁水的需求量太大，哪来这么多铁水浇注到地下呢？其次，即使有了足够的铁水，探测器也不一定能够到达地核，例如，如何让铁水不冷凝就是一个很大的难题;再次，即使探测器终于到达了地核，这小小的探测器又如何产生足以让地面地震仪探测到的地震波呢？地震波的地下之旅人

7、们真正了解地球大致的结构得益于现代地震仪的出现。随着地震仪被安装到全球各地，形成了一个分布于全球的网络，从而使科学家们得以了解地震波如何从地球的一个地方传播到另一个地方。科学家发现，地震波主要有两种，即P波和S波。振动方向与传播方向一致的波为P波，振动方向与传播方向垂直的波为S波。前者引起上下波动，后者引起水平晃动。由于P波在花岗岩中的传播速度比S波快，所以发生地震时，人们总是先感到上下颠簸，过了数秒或者十几秒钟后才感到水平晃动。一般来说，水平晃动是造成破坏的主要原因。起先，多数科学家都认为地球有一个液态的铁核，理由是：人们在分析地震波在地球内部的传播情况时发现

8、，地球的中心缺乏S波。由