裴雅明

地球直径12742千米，但包括人类在内的生物大都生活在地球的表面，那么，地球内部巨大的区域里都有什么？地心是什么样子？现在，请随着本文，来一次直捣地心的虚拟深度探秘。我们乘坐的是一支核动力钻探火箭，它会垂直钻入地心，因此，一路颠簸，请大家系好安全带。

2010年的一天，危地马拉的一处社区突然发生地陷，出现了一个100米宽的巨大地洞，仿佛地獄之门被打开，让人不禁想进去一探究竟。那么，如果真的打开一个地洞，通往地心，我们会遇到什么呢？

穿越地球的表皮——地壳

地壳是地球坚硬的表层，有的被土壤、水覆盖，平均厚度达17千米，山脉隆起的部分当然更厚，平均达40千米。虽然海洋可深至万米，但海底依然属于地壳，只是较薄，一般是几千米。然而，如果把地球比作一个苹果的话，如此厚的地壳却只相当于苹果皮。

地心环境太险恶

越接近地心，温度就越高。平均而言，深度每增加1000米，温度上升约25℃。12000米深处，科学家们测得的温度是180℃，这距离地壳之下的地幔还有几十千米呢。而地核温度将达到5000℃以上，目前熔点最高的材料才4215℃，因此，没有任何材料可以耐受如此高的温度。

越接近地心，压力也越高。当深入地下1000米时，压力就相当于4头大象压在你的头上;而在地心，压力相当于47700头大象压在你头上。

因此，即便地球上有这条隧道，我们也无法穿越地心。

我们能穿越地心吗？

假设地球上已经有两个洞口，连通一条笔直的隧道，贯穿整个地球，并穿过地心，我们能否通过这条隧道从地球的这端到达另一端？

穿着装备进地心

那么，假设我们发明了装备可以保护自己不受任何伤害，那么，当一个人跳进洞里会发生什么呢？

一开始，人或物体会加速向下落，但穿过地心后，在后半段旅程中，地心引力起反作用，减慢你的速度，使你一直做减速运动，当你到达另一端的地面时，速度差不多正好为零。此时，如果你身手敏捷地抓住地面或一个牢固的物体，你就平安抵达目的地了。从地心一端到另一端所花的时间大约为40分钟。

但如果你反应较慢，没有够到地面的任何东西，地心引力会再次把你拉回地心，直到隧道的另一端。如果你总是没能成功地抓住地面，你就会像钟摆一样在这条隧道里持续往返运动。

你可能会掉进海里

还有一个问题，地球70%以上的表面是海洋，隧道两端表面都是陆地的地点非常少，因此，你从另一端出来时很有可能掉进海里。

人类能打多深的洞

1970年，前苏联科学家为了对地心一探究竟，决定通过钻探技术，打通地壳，钻探的地址在今俄罗斯的科拉半岛。

科学家们的钻探方式并非一洞到底，而是先打出一个主洞，再打出一些分支。到1983年，其中一个分支打到了12000米深。科学家们计划于1993年打到15000米深，然而，1983年到1993年10年间，深度只增加了262米，即总深度12262米，洞内的高温使钻探无法继续进行。传说科学家们在这时听到了“灵魂的惨叫”，以至于有人称之为“深入了地狱”。

由于钻探的困难和经费难以为继，钻井工作于1993年终止，这个钻井被称为“科拉超深钻井”，曾是世界上人类打的最深的洞。

这一记录于2011年被一口油井打破，这口油井位于俄罗斯萨哈林岛，被称为“Z44-Chayvo”，深度达12376米。由于石油开采越来越多，浅层石油已经几乎被采光，石油公司只能向更深处寻找。

尽管这两个洞如此之深，甚至超过了海洋最深处——马里亚纳海沟最低点，却仍然没能穿透地壳。

地球深处的大发现

科拉超深钻井的深度虽然没达到计划的深度，但科学家们获得了许多惊人的发现。

在深度达到3000米时，科学家发现的岩石样本与宇航员从月球上带回的非常相似，这证明了月球形成的理论：当地球还非常年轻时，一个地外天体与地球相撞，当时地球的一部分地壳冲入太空并形成了月球。

在深度达到6400米时，科学家们有了更惊人的发现——20种不同的微小古生物化石。当时的科学家不相信在如此高温高压的地下还有生命，认为这是岩石样品被地球表层污染的结果。然而，之后几年的研究表明，地球深处确实存在生命。

科学家们已经在4600米深的地下和太平洋底下的沉积物深处发现了有机体，根据科学家估算，地下岩层中的微生物可能占了地球微生物的70%。一些细菌可忍受132℃的高温，因此，理论上，地下8000米深的地方都可能存在生命。

进入地球的主体——地幔

地幔大约有2900千米厚，占地球总体积的84%，是地球的主体。组成地幔的大多是固体岩石，但在某些区域，岩石像粘稠的面团一样可以流动，如地壳的板块边缘。地幔中的热量和物质的移动是地壳运动的主要原因。

地幔被分为上地幔、过渡带、下地幔和D层。

如何探测地下深处

地幔以及地核如此之深，温度和压力如此之高，人类从未对其进行过直接的探索，但可以通过一些方法间接获得地幔的信息。

钻石是地幔的信使

形成钻石的条件非常苛刻，需要5～7万个大气压，以及1100℃～1500℃的高温，而上地幔就具备这些条件。在火山爆发的过程中，会有钻石随着岩浆来到地表。

然而，科学家关心的不是钻石，而是钻石中的异物，这是在钻石形成过程中，被困在其内部的地幔物质，如水、海洋沉积物、碳等。这种被包裹在岩石中的岩石被称为“异晶体”，除钻石外，还有其他可形成异晶体的岩石，但带来地幔信息最多的是钻石。通过对钻石异物的研究，科学家们可以了解到7 0 0千米深处的下地幔。

穿越地心的地震波

地震发生，是因为震源的震动发出携带巨大能量的地震波，地震波可以穿越地心，而地震波的不同形状可以反应不同物质的特性。世界各地都放置了检测地震波的仪器，科学家们将检测到的数据进行汇集和分析，就能得到地幔和地核的一些信息，如上地幔与下地幔之间的过渡带就可以通过地震波探测到。

科学家们还利用地震波绘制地幔地图，从而获得地质活动如板块移动的精确信息;实验和电脑模型也能帮科学家研究地核。

到达地心——地核

经过一段艰难的行程，我们的钻探火箭终于到达了地心，即地核。地核的温度、压力和密度都非常高，半径约3485千米，几乎完全由金属组成，并分为外核和内核，外核为液态，内核为固态。

地核一个巨大的作用是产生了磁场，保护地球生命免遭太阳辐射的伤害。

地核的热量哪里来？

地核的温度为4500℃～6000℃，其热量主要来自于两个方面。

几十亿年前的热量保留至今

当太阳诞生后，陨石在引力作用下相互吸引，形成更大的物体，于是吸引了更多的物体，直到地球达到现在的大小。物体相互碰撞和挤压时，会产生热量，你试试拍手拍得久一点，手掌就会发热。在陨石撞击的过程中，热量大量积累， 储存在地球内部，直到今天都没有完全散去。这部分热量约占地球内部总热量的10%。

放射性元素释放能量

另外90%的热量来自于放射性元素的衰变。

有一些元素不太稳定，会在一段时间内不停放射出粒子、射线和能量，如238U（铀）、40K（钾），这类元素被称为“放射性元素”，放射的過程被称为“放射性衰变”。放射过程通常会对生物体产生危害，也是我们通常所说的辐射。当元素停止衰变后，就变得跟其他元素一样稳定而无害了。

地球内部就存在这样的元素，并持续放射出能量，维持着地球内部的高温。

地球会有冷却的一天吗？

在45亿年前地球形成时，地核是完全融化的，正因为热量不断流失到太空中，地核逐渐冷却，才形成了固体的内核，而且内核的体积在冷却过程中不断增长。不过，这个过程非常缓慢，每年内核直径只增长1毫米。因为地核有一个“大棉袄”——地幔包裹着自己。

液态外核在向地幔输送热量，并通过地壳的薄弱之处升至地表，地球才有火山喷发、地震、温泉等现象。在这一过程中，外核中的液态金属快速流动和旋转，从而使地球产生了磁场。

当地球最终冷却下来的那一天到来，地球生命将面临一个非常艰难的时刻。地核金属停止流动，地球磁场消失，所有生命都将暴露在太阳辐射之下;火山喷发、地震等自然现象也会消失，虽然听上去是好事，但这些活动也为地球带来了肥沃的土壤，这些好处也会同时消失。

最终，地球会变得像现在的火星一样。不过，这只会发生在非常遥远的未来。