040401地心之旅-张少泉-第2章

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球表面海水漫延，智利大地震引起来的波浪一直到日本，把日本沿岸的船只抛向陆地二、三百米，海浪高三十米，好多在假日渡游的人自然就喂了鱼、虾了。这是一张大陆漂移图，你们看，它的左下角标的是个MY，表示百万年，从零开始增加。所以就是两个亿年，在两个亿年的时间里边呢，由原来聚在一起，后来分散开。整个地球的表层出现这么演化过程，大家看，这是喜马拉雅山，你们可以看到，印度的板块怎么向北挤压这么一个过程。蓝色的是原来它们之间的海，印度板块往北挤压，挤不动就往下一插，往下一插，就往上一拱，就把上面托起来了。所以喜马拉雅山的高山隆起是和印度板块的斜插有着一定的联系，这就是一个重力均衡。　

　　这个动画做得非常漂亮的，大家看，这个蛋糕的旁边就是咱们西藏边缘上那一块。你们有一张全国的大陆地形图，可以看到，中国西南部这个地形非常好看。这个片子是什么，转一圈过来，往内陆上看，可以看到，雅鲁藏布江怎么通过云南这个地区流向东南亚地区。大家看，这个岩浆顺流而下。这是全球的板块划分。七大板块划分，还有一些小的。这就是刚才说的那个两亿年，由一个盘古大陆变成现在这么几大块的一个静态的演示过程，这是喜马拉雅山的形成。　

　　我们讲第三部分，讲地球物理学为“地心之旅”探明路线。在这部分我想谈几点，一个是地震波，一个是电磁场，一个地电场，一个重力场，一个地热场。这是讲一个地震探测的这么一个片子，地震怎么进行探测。大家看，这是他们在挖坑埋仪器，这个野外的工作，大家都知道。这个女士也并不比中国姑娘漂亮，非常可惜。这就是地震仪，三个分向的地震仪搁下去，捕捉地面的运动。大家看，把东西搁在底下。一会儿就激发。这是地震波的记录，就根据这些记录研究下面的结构。这是一个不同深度的地震波变化，我们说的地震波分层。大家知道，没有人把地球掰开了，看一层一层，不像你吃橘子似的。那你怎么知道是一层一层的，就是根据下面的速度。因为地球的外核没有横波，所以才说明它是液体，液体是不能有横波的。另外其他各个层次里边的结构情况，由那里的速度结构来确定。大家看，根据那样一个结果，得出地球分层有内核、外核、地幔。这是上面岩石层和地壳，这是地幔底部的结构，这里面的结果侧重于地球化学的。内核旋转的示意图，黄黄的是外核，红红的是内核，跟樱桃似的非常好看。我为什么介绍这一个呢？内核的旋转是一位中国学者叫宋晓东提出来的，1997年被列为美国十大科技发明，这是一个很重要的科学成果。这是一个重力均衡模型，山为什么隆起来了，因为下面有根，给它托起来了，就像大家在北海划船，上面坐的人多，这船沉得就越多，吃水量就越大。喜马拉雅山很高，底下地壳也厚，所以过去曾把这样的地壳叫双地壳。一般地壳是33公里，它六、七十公里。为什么呢？因为印度板块插下来了，插下来，它拱上去了，而这个拱和哪个插，一上一下，呈一个叫镜像对称的效应，而遵从的物理定律就是这么简单，阿基米德原理。　

　　我讲第四部分，未来不是梦，为“地心之旅”勾画科学蓝图。在这里边，我想谈几点，首先讲一盏明灯和一杆深钻。明灯就是地震波。过去有人讲过，地震是照亮地下结构的一盏明灯，不过稍纵即逝，一闪就过了。一杆深钻是什么呢？我们想知道下面情况，必须要打钻、取样，现在国外打得最深钻是14公里，国际上有一个大陆深钻计划，中国是三个主要负责国家之一，美国一个，德国一个，中国一个，为什么有中国呢？人家看到中国的好地方了，一个是咱们青藏，这次咱们打一个8公里深的，在江苏，那个地方是一个在地质上有特殊意义的地区。所以说我们要勾画这个蓝图离不开这盏明灯，离不开这杆深钻。　

　　再介绍一个是探测地心的科学设想。再介绍一个原子能发电站，内核是个原子能发电站。最后我们再谈一下借鉴宇宙之旅，宇航员的生存经验，用在我们今后“地心之旅”。在什么地方人都得活，人不活，你下去干什么。最后提出一些设想。这里有一句话，“挽起你的弓吧，向相反的反向各射出一只羽箭，当它们在飞行中相交的时候，世界就不是原来那个样子了”。为什么呢？因为一个箭是科学，一个箭是幻想，或叫艺术，如果地面是个平坦的，永远不可能相交。好在地球是一个圆的，在地心引力作用下，它围绕着地球转一圈，后来撞击了，溅出一个智慧的火花，才有了今天世界，所以没有幻想的科学工作者，永远成不了科学家，要敢想。　

　　这是一篇论文。这是一个地球物理学家叫马文·亨顿的文章，地心真的要停止运动吗？还是有可能的，要按这里写的来说的话，挺吓人的。为什么？地心里面有一个八公里尺寸的核反应原料堆，目前已经燃烧了46亿年，使用了它的75％。所以按这样来估计地球的年龄，没有像我们设想的那么多。如果说地球和太阳同生死的话，太阳有一百亿年，咱们已经过了46亿年，还有个54亿年，很乐观，还早着呢。可是按照这么一算的话，地下这个炉子没有煤了，算了算，顶多五千年。虽然是一种设想，但是你不能说它完全不对，毕竟是一个探索。这是谈照亮地心的明灯吧，下面的一层一层的结构状况。　

　　这有一个科学钻井，刚才我讲了，往下打深钻的时候，为我们下面的地心找到一个最佳的切入点。这就是马文·亨顿提出的一个探测方案。就登在《自然》杂志上。他怎么设想呢？在地面上划一条口子，三百米长，三百米深，大概几米宽，干吗呢？往里头灌铁水，灌几百万吨的铁水，大概全世界几天的产量，因为只有铁水最便宜。第二个它能够熔化。第三个它的分量沉，靠它重力就可以往下走。通过理论计算，完全是个流体动力学的计算。到达地心要一个礼拜，还是挺快的。光能倒铁水没用，还得有谁跟着去。顺流而下的是一个传感器，跟柚子大小的一个传感器，随着它往下走，一边走，一边往地面发信息，用什么波呢？用电波不成，大家知道，地球介质是吸收能量的。用什么波，用机械波。机械波怎么震动，这里还有很多问题。随着它往前走的时候，会引起地面的振动，这个振动就可以往回传波，标志出它地心的深度。同时它把沿途所获得的温度、压力成分各方面返回到地面上来。这就是目前我们所知道的能进到地心，可以看得见、摸得着，至少我们能够想像得到的一个方案。　

　　这是刚才说的，内容的几个分解。在这基础上我们提出一个设想，如果说我们真要进入地心的话，第一我们还离不开地震波的探路。为什么呢？因为对下面的情况不是很了解，要对地球继续做CT，继续了解哪个地方是个薄弱环节。第二，要通过铁水钻石来探路。刚才我说小小的柚子是钻石，它经得住高温、高压。再一个无人驾驶的飞船，机器人驾驶的飞船，虚拟人驾驶的飞船，搭乘的飞船。虚拟人，你们知道吗？现在报纸介绍很多，虚拟人，它不是机器人，不是电脑人，不是智慧人，我想应该有一个阶段。最后是载人，真正人搭乘的。　

　　所以中国在整个科技水平上，是跟上了世界科学的前沿的。当然在深度上和广度上还差了很多，关键问题是什么呢？一个核动力，应该往下推动。大家知道，往天上飞，往地下走差多了。140年之前，儒勒·凡尔纳写了一个《从地球到月球》，也写了一个《海底几万里》，也写了这样一个《地心探险》。上天实现了，为什么入地没实现呢，说明太难了，其中有一个就是往上飞，所需要的动力，比起往下走的动力来说，要小得多。因为什么？往下介质致密得很，压力很大。有一个人经过计算，往上一公里和往下一公里它所需要的动力能源的动力，它的焦耳值之比是109。所以这个动力问题目前还解决不了。第二，高温、高压。飞船往上边去的时候，就在一上的时候，一摩擦，来回一摩擦，产生高温，整个到上边的话，还是寒冷的。可是到地心去呢？没有一处会寒冷，都是高温，越往底下，温度越高。怎么耐这个高温，还要耐几百万个大气压？地面上，一个人承受一个大气压，只要有五、六个气压就把人压的胸部喘不过气了，那么现在几百万个大气压怎么承受？到上面是会遇到这问题。再一个运行轨迹的遥控，我们怎么控制它的轨迹。刚才说了，大陆钻杆。前苏联打一个钻杆14公里的，它整个的场地的底盘就几公里大，钻到底下，不过就135毫米的头，就这么一个直径。打下的金属杆是一根“线”，是一根弯弯曲曲的面条。因为你得控制它，怎么往下走，难度很大。还有一个信号的传递问题。再有一个内失重，什么叫内失重？到上面，到太空离开地球引力，叫失重，越往地球中间走的时候，你真的在地心的时候，上边、下边、左边、右边都吸引我，我的引力得多少，得零了，没重力了。那个情况怎么办，所以内重力又是另外一个特殊情况。还有虚拟人体实验，试验器官承受的力。我想这里边难度很多，有难度才有挑战。　

　　下面请记住他们的名字，为我们的“地心之旅”插上路标的地震学家。第一个是南斯拉夫人，莫霍诺维齐是地壳与地幔的分界面发现者，第二，古登堡是地幔和地核分界面的发现者，第三是莱曼是外核和内核分界面的发现者。另外请大家记住他们的名字，对我们“地心之旅”不断提供精神动力的科学巨匠。第一个是咱们的张衡，发明了地动仪，第一台地动仪发明者，第二个儒勒·凡尔纳是科普大师，没有他咱们没有幻想，第三个魏格纳是大陆漂移说的提出者。另外需要我们不断地增长我们的知识。我今天的报告完了，谢谢大家。（来源：cctv…10《百家讲坛》栏目）