怎樣才能了解地球內部的情況呢?最好的辦法,就是鑽到地球裏頭看一看,就像法國科幻小說作家凡爾納寫的《地心遊記》那樣。可惜科幻小說畢竟代替不了現實,到目前為止,人們還沒有能力自由自在地鑽到地球中心去活動。

按照目前的科學技術水平,我們采掘的礦井,最深能達到一兩千米。我們的鑽井一般深度也隻有三五千米。為了特殊的目的打的超深鑽井,最大鑽探深度也不過萬米。

可是,地球的半徑有多少呢?足有6300多千米!對於6000多千米半徑來說,一兩千米、最多10千米的深度,就像我們吃蘋果時,用刀子劃破了的薄薄的蘋果皮。蘋果皮自然不能代替整個蘋果,所以我們今天的確無法清楚地知道地心深處到底是什麽。

當然,人們也不是對地球一無所知。因為地球每時每刻在活動。人們運用已經掌握的知識,對許多來自地下深處的信息進行分析判斷,可以推測出地下大概的情形。

地球上的火山活動告訴人們,地下有熾熱的岩漿。人們還根據已經流到地球表麵上的岩漿,把地下的岩漿分成含矽酸鹽比較多的酸性岩漿和含矽酸鹽比較少的堿性岩漿。但是,岩漿來自於地下並不是很深的地方,最多也不過幾十到幾百千米。那麽再深的地下是什麽呢?科學家們又找到另一種了解地下情況的武器:地震。

我們知道,一年之內地球上大震小震不斷。地震時產生的地震波可以在地下傳播很遠。地震波在地下傳播時,傳播速度與地層深度有一定關係。人們發現,地球內部有兩個引起地震波變化的深度。一個在地下33千米處,一個在地下2900千米處。在33千米深處,地震波傳播速度突然加速;到地下2900千米深處,地震波速度突然下降。

為什麽地震波傳播速度會發生變化呢?原來,地震波傳播速度的快慢與通過的物質狀態有關。如果是在固態物質中傳播,速度就低;如果在液態物質中傳播,速度就快些。據此,科學家判斷,在地表33千米以內,一定是固態的物質,就是我們可以看得見的各種各樣的岩石,科學家稱這一層為“地殼”。由33千米到2900千米,地震波速度與在地殼內的傳播速度相比明顯加快。科學家推斷,這裏可能存在著一種近似於液態的岩漿物質,科學家稱這一層為“地幔”。當地震波傳到地下2900千米以下,一直到地心,地震波再次減慢。於是科學家推測,這一部分可能又變成固態物質,科學家把它稱為“地核”。就這樣,地球劃分出地殼、地幔、地核三個圈層。

打個不怎麽恰當的比方,地球就好比一隻雞蛋,有蛋殼、蛋清和蛋黃三部分。雖然誰也沒有親眼看到地幔和地核到底是什麽模樣,但是,這種判斷是有充分的科學根據的。因此,得到科學界的普遍認可。人們早就知道,地下溫度較高,每往下100米,地溫要增加3℃。到15千米以下,溫度增加速度變慢;到了6300千米的地心,地溫要達到3000℃以上。不但地下的溫度特別高,而且壓力還特別大。有人估計,如果以地麵大氣壓做標準,地心的壓力要達到300萬個大氣壓以上。當然,這些數據都是科學家們的推測,不一定那麽準確,但是,地下是一個高溫高壓的環境大概不會有問題。

再一個問題要回答的是,地球內部都是由什麽元素組成的。

今天,我們在地球上已經發現有一百零幾種元素。實際上,這些元素在地球裏並不是平均存在的。有的元素特別多,有的元素特別少。以地殼為例,氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦這10種元素占去了地殼99%以上。其餘的八九十種元素隻不過占1%以下。在上麵提到的10種元素中,氧的含量最多,占地殼總量的近一半。其次是矽,占地殼的四分之一。再次是鋁,占地殼的十三分之一。這三種元素占去了地殼總量的90%。

那麽,地殼以下都有些什麽東西呢?是不是與地殼的元素分配完全相同呢?應該承認,我們對地下的物質組成知之甚少。人們大致可以這樣估計:在地幔層,氧和矽的含量會比地殼有所減少,鐵與鎂的成分有所增加。在地核部分,大概鐵與鎳有明顯增加,所以有人把地核又叫做“鐵鎳核心”。

所有這些說法都沒有得到進一步的證實,隻停留在假說階段。