地球是人類賴以生存的家園，我們生活中的許多問(wèn)題都與腳下的大地有著密切的關(guān)系。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，探索地球深處的奧秘已成為人類越來(lái)越迫切的愿望。

傳說(shuō)中的“地下王國(guó)”

千百年來(lái)，我們一直對(duì)腳下的未知世界迷惑不已，相關(guān)傳說(shuō)也層出不窮。古希臘哲學(xué)家柏拉圖在其專著《對(duì)話錄》中講述了這樣一個(gè)故事：居住在大西洲的亞特蘭蒂斯人預(yù)感到一場(chǎng)災(zāi)難將徹底毀滅他們的文明，于是事先開(kāi)鑿了兩條通往非洲和美洲的地下長(zhǎng)廊。當(dāng)大西洲沉入海底時(shí)，他們通過(guò)這兩條通道進(jìn)行疏散，而其中一些人就一直生活在地心之中。

納粹狂魔希特勒對(duì)這個(gè)傳說(shuō)深信不疑。他認(rèn)為只要控制了地球的軸心，就能扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局，將盟軍徹底擊敗。為此，他專門(mén)派人去勘探“地下王國(guó)的入口”。后來(lái)，一無(wú)所獲的納粹黨徒們?yōu)榱讼蛳Ｌ乩战徊睿瑥挠《葞Щ匾徊拷?jīng)書(shū)，書(shū)中提到古代有一種名為“戰(zhàn)神之車”的交通工具?？梢栽诘氐乐凶杂纱┧蟆Ｓ腥瞬聹y(cè)，二戰(zhàn)期間曾給盟軍帶來(lái)巨大損失的V型導(dǎo)彈，就是希特勒為仿制“戰(zhàn)神之車”而制造出來(lái)的“副產(chǎn)品”。

給地球“做B超”

探尋地下王國(guó)，最直接的方法莫過(guò)于鉆井。但到目前為止，人類的掘井深度僅僅相當(dāng)于刺破了地球的“表皮”，離地心還差得很遠(yuǎn)。那么，我們能不能用“做B超”的方式來(lái)“透視”地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢?

科學(xué)家們經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后驚喜地發(fā)現(xiàn)，由地震震源發(fā)出的彈性波不僅能夠穿透地層直達(dá)地球內(nèi)部，還能把地球內(nèi)部的信息帶回地面。正因?yàn)槿绱?。它被人們稱為“照亮地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一盞明燈”。迄今為止，人類所獲得的關(guān)于地球深處的知識(shí)，幾乎全部來(lái)自對(duì)地震波的分析。

不過(guò)，利用天然地震研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法存在諸多缺陷。因?yàn)樘烊坏卣鸩粌H發(fā)生次數(shù)較少，震源位置也不易確定，定位時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)十米甚至數(shù)百千米的誤差，這必然會(huì)影響地震波成像的效果。于是，人們開(kāi)始研究以人工方式激發(fā)地震波的新方法。1963年，美國(guó)學(xué)者斯蒂芬·海爾明斯基發(fā)明了氣槍震源，其工作原理為：將壓縮氣體注入氣槍中，然后在水下瞬間釋放，從而激發(fā)地震波。如今，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海洋地震勘探。

為地核拍攝“中微子照片”

通過(guò)地震波研究地球深處的方法存在很大的局限性。近年來(lái)，隨著高能物理學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一種探測(cè)地球構(gòu)造的新技術(shù)：即通過(guò)監(jiān)測(cè)大氣里的中微子穿過(guò)地球時(shí)，其被吸收程度的大小來(lái)研究地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

中微子是組成自然界的基本粒子之一，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用。因此，它產(chǎn)生后所攜帶的信息歷經(jīng)數(shù)十億年都不會(huì)改變。另外，中微子具有極強(qiáng)的穿透性，能夠輕而易舉地穿過(guò)地球。

目前，科學(xué)家們正夜以繼日地在南極冰層下架設(shè)一部大型的中微子望遠(yuǎn)鏡。這部望遠(yuǎn)鏡被命名為“冰立方”。它由數(shù)干部探測(cè)器組成，主要用于“捕捉”從地球內(nèi)部逃逸出來(lái)的中微子?！氨⒎健币坏┍唤⑵饋?lái)，將有可能為科學(xué)家們提供一張描繪地核大致輪廓的珍貴“照片”。

鉆探船入地7000米

探索地球奧秘，最直觀的方法莫過(guò)于在地球上鉆幾口深井，從而獲得第一手的實(shí)物樣本。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，從20世紀(jì)70年代起，科學(xué)家們開(kāi)始利用鉆探技術(shù)，向地球深處伸出“內(nèi)窺鏡”。

1970年～1989年，蘇聯(lián)科學(xué)家進(jìn)行了一場(chǎng)向地球“心臟”進(jìn)軍的大膽實(shí)驗(yàn)：他們?cè)谀柭箍酥莸目评雿u上開(kāi)鑿了世界上最深的科學(xué)鉆井——“科拉超深鉆”。這口鉆井的深度為12262米，幾乎鉆透了地殼外層的1／3!

如今，全球的地質(zhì)學(xué)家們躍躍欲試，都希望能夠刷新蘇聯(lián)創(chuàng)造的鉆探記錄。基于此，由美國(guó)和日本發(fā)起的“綜合大洋鉆探計(jì)劃”應(yīng)運(yùn)而生。該計(jì)劃的目標(biāo)是鑿穿大洋地殼，為人類揭示氣候暖化秘密，尋找有助解釋生命起源的微生物及了解地震機(jī)制，為開(kāi)發(fā)深海資源開(kāi)辟了一條新途徑。

為完成這項(xiàng)宏偉的計(jì)劃，日本海洋研究機(jī)構(gòu)和三菱重工業(yè)公司耗資5億美元，聯(lián)合打造了世界上最大的深海探測(cè)船“地球”號(hào)?！暗厍颉碧?hào)全長(zhǎng)10米、寬38米、排水量5.7萬(wàn)噸。船上裝有最先進(jìn)的航行控制系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、泄壓閥及全球最高的鉆塔(高達(dá)121米)，其鉆頭能鉆探到海底7000米處。

用核彈炸開(kāi)地心入口

當(dāng)綜合大洋鉆探計(jì)劃逐步展開(kāi)時(shí)，美國(guó)加州理工學(xué)院的戴維·史蒂文森教授提出一個(gè)大膽的設(shè)想：用原子彈在地球表面炸出一個(gè)洞，然后放人先進(jìn)的探測(cè)裝備，發(fā)掘不為人知的地下奧秘。 史蒂文森將自己的想法寫(xiě)成論文，并發(fā)表在英國(guó)的《自然》雜志上。文中寫(xiě)道：“該計(jì)劃所面臨的最大難題在于，如何在地殼和地幔間開(kāi)鑿?fù)ǖ雷屘綔y(cè)器通過(guò)。為此，可能需要在地球表面引爆一顆原子彈，也可能會(huì)利用地表的一些天然裂縫，比如冰島的火山坑。通道形成后，我們將一個(gè)葡萄粒大小的鉆井探頭連同數(shù)十萬(wàn)噸熔化的鐵水注入地下。這一過(guò)程好比是逆向的火山爆發(fā)。屆時(shí)，通道下的巖層將被壓出一道深深的裂縫，鐵水將在地心引力作用下，順著裂縫流向地核深處，并將探測(cè)器送達(dá)那里。探測(cè)器采集到數(shù)據(jù)后，將以地震波的形式發(fā)回地面。”

史蒂文森所設(shè)想的“地心之旅”若能形成，將解開(kāi)困擾地球科學(xué)界的諸多難題。不過(guò)，該計(jì)劃的可行性也受到不少專家的質(zhì)疑。英國(guó)物理學(xué)家大衛(wèi)·普萊斯坦言：“乍一聽(tīng)，這似乎是一個(gè)不錯(cuò)的方案，但仔細(xì)一想，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多漏洞。比如，執(zhí)行這項(xiàng)計(jì)劃的前提是鑿穿巖層，但他有沒(méi)有想過(guò)，一旦巖層開(kāi)裂，熾熱的巖漿會(huì)噴涌而出，從而大大降低探測(cè)器墜向地心的速度。據(jù)我估計(jì)，即使探測(cè)器能進(jìn)入地心，那也要耗費(fèi)幾千年的時(shí)間!”