地质学研究成果揭示了一幅惊人的地球内部地形

尽管地球中心离纽约市比纽约到火奴鲁鲁的距离还要近，但是，对于科学家们来说，它就像天上众多星星一样难以接近。直到最近，隐蔵在无数英里厚岩石之下的地核仍然是个迷。现在，一切情况都在改变。在过去的两年，由于观察方法上的技术革命，科学家们开始极为惊人地详细描绘了假设性的地球内部结构图形。哈佛大学地球物理学家亚当 · 齐埃沃恩斯基说：“我们首次能够真正看到地球这个机器的内部。”

他们所“看到”的东西是惊人的。地核远非仅仅是一个铁水组成的平淡无奇的球体。它有一个表层，上面明显布满山脉和洼地。洼地里可能充满了形成海洋同期地层的低密度流体。甚至可能有一种希奇古怪的雨：一阵阵铁粒子雨撒到地核表层。所有这些情况都发生在其温度大概和太阳表面一样热的地带。

描绘地核结构并不只是学术性问题。对于地震、火山和其他地理现象的认识在很大程度上依赖于对存在于地球地幔内部各种活动着的力量进行探索。地幔是从地核延伸到地球表面平均约三十英里厚的岩层，地幔的活动好像是由地核决定。熔融的地球中心同样作为一个电磁发电机，产生电磁场以保护地球不受太阳发射出的高能量粒子的吸引。

地球科学的新纪元始于一九八一年。当时，科学家认识到整个地球范围的所有振动源于地球深处的地震。它们被分割成一系列复杂的重叠“音调”。言外之意即是：在地核内有一种东西在运动。这一点在此之前已无人怀疑。齐埃沃思斯基在哈佛大学的一位同行约翰 · 伍德豪斯回忆说：“那是对地核产生注意的一场新浪潮的开始。”

但是，在和地核打交道之前，科学家们必须了解中间的地幔，因为所有地震性信息在传到地球表面的途中都要经过地幔。齐埃沃恩斯基解释说：“如果它是一个有毛病的透镜，你将得到一个错误的图像。”到一九八四年，哈佛大学研究小组绘制了一幅所出版的最为详细的地幔图形。他们的材料包括地震所产生的经过大地的气压波的图型。气压波通过地幔较冷的地带时速度较快，而经过较温暖的地带则速度较慢。

世界各地的地质学家首次携带着绘有地幔畸变作用的精确图型，开始对地核本身进行认真细致的研究，他们使用超级计算机，把从三千个地面监测站收集来的许多地震观测资料结合起来编制成一个单独的、综合性图形。图形并不清楚。加利福尼亚工程学院地质学家罗伯特 - 克莱顿承认道：“但是我想现在每个人都同意在地底下有一种地形。”

例如，哈佛大学研究小组发现气压波与地轴平行时要比垂直时移动得快些。如果内部的固体地核是个晶体，并且气压波能在晶体内以不同的速度沿不同的轴移动，那么，那种现象就可以得到说明了。但是，铁水几乎并不透明。相反，加利福尼亚工程学院地震实验室的唐 · 安德森和他的同事主张铁雨的存在。他们的理论是：地核的两极地带略平，并且比赤道地带要凉爽。两地之间的热量交流可能会产生一种地质气候系。在此系内，铁粒子以一种类似升华和凝固的连绵不断的旋回方式突然溶解，然后降到地核表面。

这种假设不仅能够说明气压波在速度上令人混淆的差别；而且有助于说明地磁场的来源这一奥秘以及它那尚未得到解释的颠倒现，像。大约每一百万年，地磁场的北极和南极莫名其妙地互换一次位置。科学家不知道这种现象是逐渐出现的；比如说，经过数千年，还是突然出现的，近几年提出的一种观点是：地核与地幔之间交界地带内湍激的激流不知怎么地引起了电磁场的波动，从而导致了磁轴两极位置的颠倒。有些科学家说一场铁粒子雨可以供应能量以保持激流翻腾。

尽管最近有了一系列激动人心的新发现，但是，科学家对地核的结构和动力仍缺乏认识。不过，地质学的其他范围已充分向前发展，这使得科学家对于整个图形是如何协调地结合在一起这一问题有了一个合理一致的观点。明尼苏达大学的地球物理学家苏伯 · 巴纳吉说：“在每一学科，我们的判断力都上升如此之大，我们最终能够通过多神技术在地核里居住。”对于那些长期努力去揭示地球中心奥秘的科学家来说，解决这一难题现在似乎是可能的。

[Time，1988年6月13日]