突如其來(lái)的一場(chǎng)大地震展示了來(lái)自地球內(nèi)部可怕而無(wú)情的力量，在那里究竟是什么運(yùn)動(dòng)引起地震?又是什么更深層的動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)板塊?為什么人類能夠登上月球，無(wú)人探測(cè)器可以遠(yuǎn)達(dá)太陽(yáng)系外，自己眼皮底下的地球卻只能鉆透到12千米多一些?地球內(nèi)部是否還隱藏著什么不為人知的奇觀?地心是中空、致密還是有一個(gè)天然核反應(yīng)堆?是否真有傳說(shuō)中的“阿加爾塔”地下世界。甚至有地球內(nèi)文明和地球內(nèi)智慧生命?人類可以像發(fā)射人造地球外衛(wèi)星一樣發(fā)射人造地球內(nèi)衛(wèi)星嗎?可以像載人航天一樣實(shí)現(xiàn)載人航地嗎?

這些像“天問(wèn)”一樣的“地問(wèn)”，都需要我們掌握地球內(nèi)部的詳盡信息才能得出答案，而地球就像一尊浮雕，我們至今連地殼都沒(méi)有鉆透，對(duì)它只有膚淺的認(rèn)識(shí)，更無(wú)法親眼一窺其內(nèi)部精細(xì)構(gòu)造。探測(cè)地球內(nèi)部深處甚至到地心探險(xiǎn)是人類從未放棄的夢(mèng)想，現(xiàn)在地球科學(xué)家和工程技術(shù)人員開(kāi)始了艱難的航地征程。

地球內(nèi)遙感與遙測(cè)

在親身一游之前，最好能夠親眼看看地球內(nèi)風(fēng)景，這相當(dāng)于從地表向地球內(nèi)遙感、遙測(cè)。無(wú)論是以往許多國(guó)際涉地科學(xué)計(jì)劃，還是近期以美國(guó)、加拿大為主實(shí)施的“地球透鏡”計(jì)劃，都有透視地球結(jié)構(gòu)的重要內(nèi)容。用什么光來(lái)看穿大地呢?可見(jiàn)光顯然不行，像x光、r射線這樣的電磁波和超聲波也會(huì)被厚實(shí)的土壤、巖層阻擋，因?yàn)樗鼈儾ㄩL(zhǎng)較短，越不過(guò)地下的重重障礙。重力、地磁、地?zé)岬仁侄味歼^(guò)于間接，只有地震波能在地底穿行。我們至今了解的地球內(nèi)部狀況，絕大部分是靠感受地震波的振動(dòng)“摸”出來(lái)的，而不是直接看出來(lái)的。

這樣一來(lái)，就難免了解得不全面或有所失真。舉個(gè)例子：科學(xué)家通過(guò)分析接收到的地震波的各種特點(diǎn)，將地球大致劃分為地殼、地幔和地核。地殼又大致分為上下兩層，上層主要為花崗巖，下層主要由玄武巖組成，上下層之間的界面稱為康拉德面。人類最深的井是蘇聯(lián)科學(xué)家鉆的超深井，保持著12.26千米的超深鉆紀(jì)錄。根據(jù)分析，這里的康拉德面離地表只有7千米，但一直鉆下去碰到的都是花崗巖而沒(méi)有玄武巖，根本就不存在分開(kāi)花崗巖層和玄武巖層的康拉德面。看來(lái)，用地震波給地球做CT也容易出現(xiàn)誤診。

為了減少誤診，科學(xué)家設(shè)計(jì)了多種更先進(jìn)的方案，其中之一是利用地震弧波進(jìn)行探測(cè)。地震弧波就是一種傳播遠(yuǎn)、不變形的特殊的地震波，如果可以通過(guò)人工地震產(chǎn)生和接收這樣的地震波，那么，就等于給原本不可分辨的地震波貼了身份標(biāo)志，便于判讀。同時(shí)波長(zhǎng)較短的高頻波也可作為弧波來(lái)運(yùn)用，大大拓展了觀察地球內(nèi)部的視野。

另一個(gè)方案是中微子CT，發(fā)射和接收穿透力極強(qiáng)的中微子掃描地球，就連致密的地核都可輕易通過(guò)。這一方案因?yàn)橹形⒆与y以捕捉，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的希望。

人造地球內(nèi)衛(wèi)星

遙感、遙測(cè)始終受距離之限，如果像發(fā)射人造地球外衛(wèi)星一樣發(fā)射人造地球內(nèi)衛(wèi)星，通過(guò)人造地球內(nèi)衛(wèi)星攜帶的探測(cè)器貼近目標(biāo)觀察，就會(huì)清楚多了。早有科學(xué)家設(shè)想過(guò)像反向升空火箭一樣的多級(jí)鉆地火箭，用來(lái)發(fā)射地球內(nèi)衛(wèi)星，但這需要的火箭沖力太大，即使是多級(jí)核動(dòng)力火箭，能鉆多深都是個(gè)問(wèn)題?？茖W(xué)家于是展開(kāi)奇思妙想，在假設(shè)有了耐高溫的超硬特種材料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了多種可供選擇的“地行術(shù)”方案——

多級(jí)循環(huán)式鉆地機(jī)方案：將超長(zhǎng)多級(jí)運(yùn)輸泵前端安裝上鉆機(jī)，鉆機(jī)和運(yùn)輸泵聯(lián)動(dòng)。鉆機(jī)往地下鉆，運(yùn)輸泵往地上運(yùn)輸挖出來(lái)的泥土、碎石、巖漿，同時(shí)往下運(yùn)輸循環(huán)介質(zhì)和人造地球內(nèi)衛(wèi)星。這種運(yùn)輸泵，可以是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的真空管道，也可以是離心泵或古老而實(shí)用的阿基米德螺旋泵。

定向爆破機(jī)方案：分段對(duì)地球內(nèi)進(jìn)行定向爆破，特別是利用超大功率的定向能武器炸開(kāi)一條窄窄的地心之路，同時(shí)射人人造地球內(nèi)衛(wèi)星。

熔融金屬沉降方案：這是美國(guó)加州理工學(xué)院的大衛(wèi)·史蒂文森設(shè)計(jì)的，用成千上萬(wàn)噸熔化的鐵倒入深深的地球裂縫，逐漸向下燒穿巖石，一直沉降到地心，耐高溫材料做的地球內(nèi)衛(wèi)星就可跟著一路下沉。

笛卡兒浮沉箱方案：經(jīng)常用來(lái)在課堂上向?qū)W生演示浮力定律、帕斯卡定律的笛卡兒浮沉箱，可以擴(kuò)容改造成在熔融流體和顆粒物質(zhì)內(nèi)浮沉的笛卡兒浮沉箱，像潛水艇一樣用箱子帶進(jìn)人造地球內(nèi)衛(wèi)星。然而“潛地艇”并不完全像潛水艇，地球內(nèi)環(huán)境遠(yuǎn)比水中復(fù)雜，浮沉箱依靠自身動(dòng)力可能無(wú)法在吸排物質(zhì)的同時(shí)準(zhǔn)確定向，需要由地面遠(yuǎn)程施加的壓力(比如定向能和地震波)幫助進(jìn)行吸排和定向。

巴西果浮沉箱方案：搖晃一個(gè)裝滿各種大小不同堅(jiān)果仁的什錦果盒，總會(huì)發(fā)現(xiàn)越小的果仁越往下沉，而最大的巴西果浮在最上層，這就是著名的巴西果效應(yīng)。某種條件下最大的巴西果又會(huì)沉在最下層，小顆粒的果仁往上浮，這叫反巴西果效應(yīng)。攜帶人造地球內(nèi)衛(wèi)星的巴西果浮沉箱就是綜合利用這兩種效應(yīng)在地底的顆粒物質(zhì)間浮沉。

超級(jí)酸腐蝕方案：發(fā)明某種可腐蝕巖石土壤的超級(jí)強(qiáng)酸，逐漸溶解出一條通往地心之路。

極端微生物蛀食方案：利用基因工程培育出能吃泥土、巖石甚至巖漿的極端微生物，它們嗜熱、耐壓、厭氧、抗輻射，適應(yīng)地球內(nèi)各種極端環(huán)境，可以像蛀蟲(chóng)、白蟻一樣慢慢“啃”出一條通往地心之路。

納米技術(shù)方案：機(jī)器越造越小，電腦也在向微型化發(fā)展，當(dāng)兩者都達(dá)到納米級(jí)，結(jié)合而成的智能探測(cè)器或者機(jī)器人，將給探地帶來(lái)極大的方便。納米級(jí)的人造地球內(nèi)衛(wèi)星或機(jī)器人，對(duì)任何堅(jiān)固的巖層都可以穿過(guò)，其實(shí)就是通過(guò)各種物質(zhì)原子間的空隙暢通無(wú)阻地落到地心。

以上這些方案基本都是超前的方案，可能要留待遙遠(yuǎn)的將來(lái)才有可能實(shí)現(xiàn)，而最有可能先實(shí)現(xiàn)的還是下死力、不討巧、像鼴鼠打洞似的“盾構(gòu)垂直掘進(jìn)方案”。

發(fā)射人造地球內(nèi)衛(wèi)星是航地承前啟后的最關(guān)鍵一步，只要發(fā)射成功了，按照載人航天的模式，下一步就可以將衛(wèi)星大型化。在衛(wèi)星里面建造生命保障系統(tǒng)，搭載“航地員”，從而開(kāi)始載人航地的航程。

載人航地

有了人造地球內(nèi)衛(wèi)星探路導(dǎo)航，載人航地器或航地飛船就可以按明確的航向和預(yù)定方案往地球內(nèi)深處進(jìn)發(fā)。

載人航地初次成功后，要保持后續(xù)航行能力，嘗試在地球內(nèi)長(zhǎng)期居住，也要像載人航天發(fā)射空間站一樣，向地球內(nèi)不同的圈層發(fā)射一系列永久性或半永久性的航地站，建設(shè)出龐大的地下城市，開(kāi)發(fā)出地球內(nèi)新資源。航天城是人類在太空拓展生存的“高邊疆”，航地城則為人類在自己腳下拓展生存的“低邊疆”。

開(kāi)法地球內(nèi)資源

人類進(jìn)入地心后將會(huì)把注意力轉(zhuǎn)移到實(shí)用的方面，對(duì)地球內(nèi)部進(jìn)行全方位科考，建立從地核圈到大氣圈的各個(gè)地球圈層物質(zhì)能量循環(huán)的模型，開(kāi)發(fā)利用地球內(nèi)各種資源建設(shè)航地城。這個(gè)時(shí)候，一些原來(lái)在地面難以勘探和開(kāi)采的礦產(chǎn)都可以就近取用。地心如果是實(shí)心致密的，將成為超固態(tài)鐵、鎳物質(zhì)的天然產(chǎn)地，人類將直接在地心采掘超固態(tài)物質(zhì)；地心如果是空心的，那么這也許是一種更純凈的真空，真空資源也可加以利用。人類還可就近開(kāi)發(fā)地磁、地電、地?zé)崮茉?，開(kāi)發(fā)梯度重力資源。如果美國(guó)地球物理學(xué)家馬文·赫頓關(guān)于地心是個(gè)天然核反應(yīng)堆的假說(shuō)被證實(shí)，還可以開(kāi)發(fā)這種地心核能源。人類會(huì)發(fā)展出完善的地球內(nèi)通信系統(tǒng)和地球內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展地球內(nèi)探險(xiǎn)旅游。那時(shí)。地球內(nèi)遍布各種精密的地震監(jiān)測(cè)、傳感儀器，細(xì)致入微地追蹤板塊運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)可靠的地震預(yù)警系統(tǒng)。曾帶來(lái)無(wú)數(shù)死亡和痛苦的地震災(zāi)難，將得到準(zhǔn)確及時(shí)的臨震預(yù)報(bào)，甚至一開(kāi)始就被減震消除，從此不再危害人間。

那時(shí)，人類才可以說(shuō)真正走遍了地球家園的每個(gè)角落，人類圓滿地回答了當(dāng)初的“地問(wèn)”。到時(shí)候，學(xué)生的課堂或者學(xué)者的書(shū)桌上，都會(huì)放著一個(gè)新式的地球儀。這個(gè)地球儀是用從地上到地下各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和影像資料建起的“數(shù)字透明地球”三維模型，經(jīng)緯線向地球內(nèi)延伸，從地面到地心會(huì)高低錯(cuò)落有致地分布著城市鄉(xiāng)村，分布著密密麻麻的立體交通線。地球內(nèi)有河流、湖泊、海洋，有從極端微生物培育出的森林草原。計(jì)算一個(gè)國(guó)家的國(guó)土面積，除了陸地面積和海洋面積外還將計(jì)算地球內(nèi)面積。地球從一尊拒絕深度雕刻的浮雕變成了晶瑩剔透的鏤空大圓雕。