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地球內部到底是什麼?4大主流說法爭論不休,到底哪種是對的?

迄今,地球上最深的鑽孔是在俄羅斯波羅的海地盾上的科拉半島所打的cr -3超深鑽 孔,其深度達12 262 m。然而,地球的地核則深達超過3 000 km以下。現今世界各地超過 萬米的深井寥寥無幾,它們也不過僅觸及地殼的皮毛而已,至於地核內部是什麼東西(儘管 科學家根據地震波推測是鐵質),至今仍是一個不解之謎……現代地球科學探測結果把地 球分層為地殼、地幔和地核三大部分關於地球內部的地核究竟是什麼物質?地球科學界主要有「空心說」和「實心說」兩大說法。此外,還有「多孔世界」、「鏡宇宙」等理論。

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空心說


早在20世紀20年代,俄羅斯著名的地質學家弗拉基米爾?奧布魯切夫認為,很久以 前,宇宙中一顆巨大的隕星掉落到地球上,穿透了地殼,於是形成了一個空洞,裡面很可能保 存著一個被遺忘的史前世界。


1968年11月23日,美國ESSA -7衛星拍攝的一張北極地區的照片,上面能見到一個 黑暗的大洞。1989年也拍了幾張金星北極的照片,上面也有一個黑洞。科學家對這些照片 分析後大膽地設想,說不定地球的內部是空心的。既然有空洞,那麼為什麼不可以假定裡面 生存有某種神秘的生物呢?


「空心說」的科學論據之一是對地球表面面積和其重量的比較。如果地球內部全部是 由岩石構成,那它的重量就會比現在這個重量大得多。造成這種結果不外乎有兩種情況:是 空心或是多孔。目前世界上物理學界就很盛行「多孔世界」這種說法。此外,還有一種「鏡 宇宙」理論——空間在鏡宇宙中以一種奇特的方式收縮,使得一個球形裡面含有另一個球 形面,而且第二個比第一個的重量還大。這就是說,地球裡面很可能藏有第二個地球。

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實心說


長期以來,人們就認為,地球的內部即地核是固體的,然而時至今日這一觀點尚未得到 證實。原因就是目前鑽探到不了幾千千米的深度。


幾百年來,人們獲知的地球並不是由冷卻了的岩石構成的。現今世界各地活火山噴發 出的岩漿清楚地表明,地球內部除了固體岩石外,還有熾熱的岩漿液體和高溫氣體。目前科 學家根據地震波在地球內部不同深度傳播速度的變化,推測在地殼平均33 km以下至 2 900 km是地幔層(密度3. 32?5. 66 g/cm3,壓力136. 8萬個大氣壓,溫度1 000 ~ 4 000 ^ ), 與整個地球的平均密度比較接近。在地幔圈層中就存在一個所謂的軟流層,在那裡熔化了 的物質占絕大比例。在更深的2 900?6 371 km的地核圈層,由於地球內部的密度、壓力和 溫度,都是隨著深度的加大而增加,推測地核,特別是近地心部分是由極其緻密的物質組成 的。其密度(9.71 ~16g/cm3)比鋼鐵還要大得多,地心深度壓力達360萬個大氣壓,溫度高 達4 000 ~ 6 000丈。然而,這只是科學推測而已。

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1936年,丹麥地震學家莫格?雷曼女士證明,地球內部有個地核存在,它的外層是液狀 的,而內核是固態的。但無法對這個理論作出確切的求證。甚至關於地核究竟是液態,或是 氣態,還是固體的,科學界的專家學者仍是各執一詞。


最近,美國加州大學的華人學者曹愛民和同事發現了強有力的證據,證明地球確實有一 個堅硬的、固體的核心。他們詳細研究了 1980—1999年間在太平洋南部發生的20次較大 級別的地震數據;系統地分析了德國格萊芬貝格埃里記錄的地震波數據,並對數據進行複雜 處理,然後與以有一個固體地核為出發點作出的理論預測結果對比,結果是兩者驚人地 相似。


科學家們在尋找地核體性方面,是通過識別所謂的PKJKP相上。PKJKP相是通過地核 時會發生變化的地震波。它們在經過液體的地核外層時的形態是密集波或P波(類似聲 波),進人地核內部後變成剪切波或S波。穿過地核重新返回地核外層再次變回成P波,因 為剪切波在液態中是無法傳導的。國際研究小組的最新研究報告指出,曹愛民等人這項研 究成果可能會給地心研究帶來根本性的轉折。

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內核是固體


科學家關於地球的內核是由固體的鐵質構成的說法已經有60多年之久,但是為此尋找 直接的證據一直尚未找到。如果能夠觀察到一個地震波穿過地球液體的外核進人固體的內 核再傳出外核,就能為地球內核是固體的提供直接的證據。

2005年4月美國《科學》雜誌,發表了一項新的研究成果也許可為地球的內核是固體提


供了直接的證據種稱為PKJKP地震波,它以字母的順序描述地震波的運動:P波從


外核K傳到內核J(在那裡P波轉變成S波)。當波傳回到外核K時,它再轉變為P波。在 這一項新的研究中,Aimin Cao和同事報告了觀察到PKJKP的證據。這些研究人員搜集了 來自德國的高質量數碼寬頻地震儀陣列的地震數據,這些數據PKJKP的觀察提供了前所未 有的機會。


地核由固體金屬組成,它包括一個大小與月球相當的直徑為2 400 km的鐵質內核和直 徑3 900 km的液態外核。科學家們認為,內核在產生地球磁場的地球動力學中發揮了重要 作用,來自地球動力學的電磁轉矩導致內核相對於地幔和地殼旋轉。

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最近,科學家們發現,地球內核的旋轉速度每年要比地幔和地殼快〇. 3°?0. 5°,也就是 說,地球內核比地球表面構造板塊的運動速度快5萬倍,大約每900年就要多轉一圈。這一 新發現有助於科學家解釋地球磁場是怎樣產生的。顯然,地球磁場相互作用則是導致這一 不同旋轉速度的「罪魁禍首」。早在1996年,美國伊利諾伊大學宋曉東教授和哥倫比亞大 學保羅?理查德,通過對穿越地球的地震波的分析,第一次提出了地球內核的旋轉速度比其 他部分快的觀點,但這一觀點有部分地震專家提出懷疑(數據有誤或為假象)。2005年8月 26日出版的美國Science雜誌上發表了這一新發現,從而結束了一場為期9年的爭論。


海洋「黑洞」


海洋調查發現,在位於西太平洋海底,有一個與北大西洋百慕大三角區相似的死亡三角 海域,也曾有無數船隻、飛機在這個海域內神秘失蹤,而且也未留下任何蹤跡。據歷史記載, 在1 000年前,日本人就已知道有這個危險海區的存在,並把它稱為「魔之海」,因為幾個世 紀來,不斷有日本漁船在那裡神秘失蹤,所以漁民們認為該海域底下有海魔和惡龍,經常出 沒海面吞睡過往船隻,所以也有人把這兒稱作「龍三角」

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龍三角是從東京以南的日本東岸海域,沿著東南方向直到145°E左右的太平洋海面,然 後轉向西南方,經過小笠原群島,到關島與台灣島以西的雅浦島,然後沿北東方向回到東京 灣。而百慕大三角則是從佛羅里達海峽走北東方向到百慕大,然後南到小安的列斯群島,再 折回到佛羅里達。


人們可以從地球儀上發現一些有趣的事實:這兩個三角區正好分別在地球的兩面,幾乎 是面對面的相互呼應。如果我們沿著百慕大三角西側的50°W北上穿越北極,再往下走,正 好經過龍三角。這兩個三角海區都位於大陸架的東緣,坡度陡降,因此海水較深,海底火山活動頻繁,泎底強勁。海床的變化較大,有淺灘、丘陵、谷地、海山,也有全世界最深的海溝。 龍三角海區的馬里亞納海溝深達11 034 m,如果把世界第一高峰珠穆朗瑪峰放進去,其峰頂 距海平面還差2丨85.87 m。海洋科學家也曾猜測,在如此深的海洋「黑洞」里,很有可能存 在人們無法想像的生物或神秘力量。


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