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工人日报 2017年12月01日 星期一

地底下究竟有什么 ?

舒 年
《工人日报》(2017年12月01日 06版)

在11月召开的香山科学会议上,我国科学家提出设想,将在中国钻若干口超过万米的特深钻孔,使我国的地球科学研究水平提升至国际先进水平。目前,我国的“松辽盆地大陆科学钻探2号井”,就是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井,设计井深为6400米。

全球最深的钻井,位于俄罗斯西北部的摩尔曼斯克州。钻井于1966年设计,1970年开钻,1992年停工,现在井深12262米。这个钻井钻到9500米时,曾发现了一个富含黄金和钻石的地表,黄金含量非常高。

钻探井是人类研究地球的重要方式,但是,地球直径是12756千米,也就是说,12.2千米的钻井,只是钻了个皮毛,远远没有深入地球。

那么,地底下究竟有什么呢?人类有没有其他方法知道?

儒勒·凡尔纳在1864年出版的科幻小说《地心游记》中,第一人称的主人公跟着叔叔黎登布洛克教授,从冰岛的斯奈菲尔火山下降,游览了3个月的地下世界,他们经过煤炭矿层,看到了地下动物和海洋……

斯奈菲尔火山口是真实存在的,位于冰岛首都雷克雅未克西北的斯奈山半岛,1229年以后就再也没有喷发过,但究竟能不能有通道通向地下,无人知晓。地下海洋虽然无人见过,但也有科学家相信它的存在。2014年,美国科学家在北美地壳660千米下的地幔岩石中发现隐藏水源,并且是迄今发现的最大规模地下水源,含水量足以填满地上海洋3次。

研究人员发现地下海洋的方法,是借助地震仪来分析地震波,地震波会穿透地球内部,而水则会降低地震波传播的速度。研究人员通过分析地震波,就可以知道其是否穿过了水,以及穿过了何种岩石。

人类使用地震波来研究地下,源于一场大地震。1906年,旧金山发生了大地震,损失惨重。生活于今日克罗地亚的地球物理学家莫霍洛维奇受此影响,建立了当时欧洲最先进的地震观测台。这个观测台记录到巴尔干半岛的一次破坏性地震,莫霍洛维奇发现,某些地震波到达观测台的时间比预计的要早,因此他推断地球结构是分层的。

后来,人们就将地表与地幔的分界面,称为莫霍面,这个分界面平均深度为33千米。除了地壳和地幔的分界外,德国地球物理学家古登堡发现,在地下2900千米处,地震波纵波速度明显下降,横波甚至消失了,这个分界面后来就被称为古登堡面,用来区分地幔和地核。

现在,科学家们依然只能用地震波和实验室模拟等间接手段来研究地心,难以“眼见为实”,地下蕴含的巨大资源,还是静静地等在那里。

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