地球内部究竟有什么?
说实话,谁也不能亲眼得见。因为大家谁也没那么大能耐,挖一个很深很深的洞,然后钻进去看看。不过我们可以根据地震波传播的快慢,以及火山爆发喷出的物质,合理地加以推测。我们把脚底下的泥土和岩石都称作地壳,地壳下面是叫做地幔的部分。地幔物质占整个地球的2/3,那里很热,足以将岩石熔化成流动状。它们在那里翻滚搅动,就像一锅滚开的黏粥。如果地壳出现了裂缝,这些流动物质就会喷出地表,形成熔融赤热的熔岩,导致火山喷发和海底扩张,推动地球板块运动。
我们知道,地壳分为6大板块,这些板块实际上漂浮在地幔之上。因此,科学家要研究地球板块的运动,必须深入了解地幔物质的构成和及其内部温度和压力情况。虽然可以根据火山喷出的岩浆来推测地幔物质的组成,但是这些物质经历过地表环境下强烈的高温、冷却及其他过程,成分和特性已经改变,不能代表原始的地幔物质。所以最好的办法就是打一口很深的井,穿过地壳,直接获得地幔物质。
科学家们已经通过地震波知道,地壳的厚度在海洋和陆地并不相同,大洋底部的地壳厚度最小,只有5000m。因此,打井的地方最好选在深海。自20世纪60年代以来,人类进行了多次深海钻探和取样研究项目,其中“综合大洋钻探计划”由包括中国在内的10几个国家共同参与,研究人员在大西洋的洋脊处尝试钻透海底地壳,但在还差300米时遇到了坚硬的岩石,最终失败了。
日本很重视对地幔的研究,因为日本列岛正好处在3个不同板块的交界处,这里是地球构造运动最活跃也是最危险的地区,地震活动频繁。最近,日本海洋研究开发中心建造了一艘名为“地球号”的海洋探测船,排水量5.7万t,船上装有各种最先进的深海钻探设备,包括世界上最高的钻探塔架,钻管有9500m长,可以停泊在水深2500m的海上进行深海钻探作业,从海底再向下钻探7000m。
目前,“地球号”已奔赴太平洋海岸外的南海海槽一带,那里是全球地壳最薄的地方,“地球”号准备在那里钻出一个人类有史以来最深的钻孔,钻透海底地壳,到达地幔层,目标是采集到地幔岩石标本,以便更加有效地研究引发地震的机制,做出更加准确的地震预报,同时在海底地壳的沉积物岩芯中寻找细菌,以便能够找到生命起源的线索。