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灵魂拷问:科学家怎么知道地球里有地核和地幔?

 夏季三伏天 2022-05-30 发布于湖北

地球内部最核心的部分叫做地核,地核中分为固态的内核与液态外核;而地核外面包裹着地幔,地幔再往上是地壳,我们人类就生活在地壳上。这在今天基本是一个科学常识。

地球的半径厚度为6300多千米,相对于地球来说,地壳很薄,厚度大概是5到70千米。但是要知道,截至目前,人类钻探的最深处,例如一些油气勘探的钻井,也就是14千米左右,而且并没有钻透地壳。而人类亲身到达的地壳最深处,是南非的姆波尼格金矿,大约只有4300多米。

既然人类从来没有能够深入到地球核心,甚至连钻透地壳都做不到,那么我们是怎么知道地球内部结构的呢?

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这个问题曾经困扰了人们很久,最开始有人认为地球是空心的,例如发现了哈雷彗星的著名科学家哈雷,他就认为地球是一个有着三个壳的星球,其中最外的一个壳深500英里,每个壳都是同心的,而且它们彼此之间都由大气层隔开,每一层壳都以不同的速度旋转。大数学家欧拉则认为地球内部没有多个壳,而是有一个直径600英里的小太阳,来为地内文明照明。


但是猜想归猜想,没有人能给出有关地球内部结构的科学证据。就在人们还在为地球空心说的话题热烈讨论的时候,著名的气象学家、地震学家莫霍洛维奇却通过对“地震波”的研究,间接地发现了地下的秘密。

地震波在不同介质中有不同的传播速度,它和光波传播一样,在经过不同介质时,会发生折射和反射,这样的介质界面,被称为“波速不连续面”。简单来说,在经过不同的波速不连续面时,地震波的速度会有所不同。而科学家可以通过仪器记录到地震波,当地震波经过波速较快的介质时,它被地震仪所记录到的时间也比较早;反之,它被记录的时间就比较晚。由此,我们可以根据这种时间上的不同,来反推地下介质的结构。

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