震驚：這3個步驟，讓科學家了解地球內部的奧秘！

長期以來，地質學家一直希望能夠觀測並模擬出地殼深層變化的情況，從而為更精確地 預測地震等地質變化開闢新途徑。2004年5月《自然》雜誌發表了法國科學家，首次成功模 擬出地殼深層變化過程。

他們在論文中指出，地球猶如一個放在火上、盛有水的平底鍋，當遇熱時，鍋中的水會不 斷流動、翻騰，從而將熱量均勻地擴散出去。地球內部的岩層便是這「鍋」中的水，它會根據 地心的溫度發生大規模變動，只是變化過程漫長，需要幾億年完成一個周期。在這個過程 中，岩層的「蠕動」攪動著地殼，並在地表產生地殼板塊碰撞及地震、火山活動。

3.1地売深層變化模擬

地殼距地表2 900 km,這一巨厚空間中80%是硅酸鹽礦物質。在深層里溫度達到數百 至上千度，而壓力高出大氣壓力近1〇〇萬倍。在這種超高溫高壓的環境下，目前的觀測技術 難以達到，也不能反映硅酸鹽晶體的真實形變。法國國家科學研究中心科迪爾等人，經過數 年研究發明了一種特殊壓力機，其壓力可準確地使硅酸鹽晶體形變。研究人員利用這台機 器模擬出距地表700 km深處的溫度和壓力環境。他們還研製了一種新的I射線分析儀，可 精確地觀測晶體在人工模擬環境下產生的形變，以及其結構的微小變化。

研究發現，硅酸鹽晶體在1 400 t和2. 5萬個大氣壓的環境下就已經出現了形變，而且 這種形變受到晶體結構缺陷的影響，並按晶體的結構缺陷特點發生著改變。這一最新成果 使人們對地殼深層的活動情況有了一個全新的認識。

3.2繪出上下地幔界線

美國海洋地質學家，通過分析世界各地發生的3 000多次地震震波在地球內部的傳播 情況後發現,震波在深人地表以下70 ~2 900 km之間的地幔後,在平均660 km處速度突然 變快。他們認為這一深度即是上下地幔的分界面所在,這一分界線對於海洋底部板塊的塌 陷能起到很大的阻礙作用。

科學家還發現，在地球洋底板塊塌陷區內，上下地幔分界線也出現了相應的大範圍凹陷 區，其最低點在平均分界線以下30 km處，寬約1 500 km。這一現象在太平洋板塊以下的千 島群島和堪察加半島西北一帶最為明顯。這表明塌陷中的太平洋板塊並沒有深入到地幔美國科學家根據測算，在最近10年中，地核向位於非洲中部地區的地表擴展了 0.98 ~ 1.75 km,認為之所以會發生擴展是由於其內層發生凝固所致。下，而是在分界處遇到了阻力。因而只能沿分界面水平延伸。這一研究成果為人們對地球 內部結構的了解有了新認識，為長期以來解釋懸而未決的地球內部機制問題提供了新途徑。

3.3探究地球核心的設想

人類已經向火星、水星、金星、外行星乃至太陽系和銀河系範圍發射衛星探測器，可是對 於我們居住的地球內部卻只是走了一小步。目前世界上最深的鑽井深度為12. 3 km，也僅 僅是地表到核心（地球平均半徑6 371 km)距離的1.9 x KT4,所以人們對地球深部的了解 只是皮毛，知之甚微。科學家藉助地震資料解釋，地球中心有一個固體核心，其周圍是一厚 層熔融岩漿的外殼，地表也只是平均約35 km厚的岩石圈。地球存在一個很強的地磁場表 明，在地核及其外圍的熔融物質中含有大量的鐵。

為了揭開地球內部的奧秘，美國加利福尼亞理工學院地球物理學家戴維?史蒂文森提 出一項研究地心的特殊計劃。能否利用強大爆炸方法在地球表面獲得斷口或裂縫,並向裂 口灌注10萬t熔融的鐵水，充滿鐵水的裂口就像一個被鐵水堵塞的洞穴。由於鐵水密度比 周圍岩石密度大，鐵水受地心的引力作用會不斷順著裂縫流向地核深處。根據計算,沸騰的 鐵水大約一周後可到達深3 000 km的「地球腸子」，這時鐵水的運動速度超過16 km/h。

在鐵水中攜帶有一個小型放有測溫、壓、電導率和周圍介質成分耐高溫高壓的特殊探測 器，到達地下2 900 km的地幔上下分界。科學家通過探測器以地震波的形式獲得地球深部 的各種信息。但許多科學家認為，單用爆炸形成的裂口就需進行一次核爆炸或引起了 7級 地震的能量，實施難度極大，計劃太異想天開。然而，史蒂文森相信，未來人類總會有辦法實 現他的設想計劃。不過這項探索計劃，估計需要100億美元的投人，科學家說「人地」並不 比「上天」昂貴多少，何況「人地」要比「上天」困難得多。

最近,美國和加拿大科學家將實施一項窺聽地球內部近500 km的名為「深層探測計 劃」，埋在地下的5 t炸藥形成的衝擊波，由近800台測震儀組成從美國西部延伸至加拿大 西部網路，有可能勾勒出地球深部的地震圖和地質圖。

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