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你可能对地壳十分熟悉，但很难想象它到底有多薄，地壳的厚度其实仅有几十千米厚，而地球的半径在6300千米左右，相比之下地壳的厚度简直不值一提。 可尽管如此，但直到今天为止，我们距离能够“穿透”地壳还非常非常遥远。南非的姆波尼格金矿井是世界上最深的矿井，也只有4000多米深。 历史上最深的人工洞是苏联在1970—1980年间在科拉半岛开凿的科拉超深钻井（图三），其深度为12千米左右，这已经是人类向地下发起的最深深度了，可相对于地壳厚度来说，依然只是皮毛。 总而言之，从来没有任何人、任何东西见过地壳之下到底是什么样子！不过我们还是通过各种研究和模型，知道地下的一些东西。 在地壳层之下就是地幔层，这一层的厚度在3000千米左右。从构成来看，地幔层和地壳层并没有特别大的不同。事实上，地幔主要是由硅酸盐岩石构成，即镁、硅、铁等的氧化物。 地幔层的温度犹如炼狱，大概在1500℃至3000℃之间，其实地球内部的温度随着深度的增加而增加的，地幔的内部温度在2000℃左右，而地核的内部温度则达到了5000℃。 在一般情况下，岩石的熔点在800℃到1200℃之间，那么是否可以推断地幔中的岩石是液态的呢？ 问题的答案是否定的。因为对于岩石来说，受到的压力越大，就越难熔化，也就是说，岩石的熔点随着压力的增加而提高（图五），而分布在地幔层的压力，是大气压力的500万倍。 在这么大的压力下，岩石的熔点不是1000℃左右，而是上升到了4000℃左右，所以在地幔层，岩石并不是液态的，而是固态的，巨大压力的存在使得岩石可以保持固态。 既然地幔是固态的，那么为什么还有大陆板块漂移之说？这是因为地幔岩石呈现出的状态很像液体，但却是一种令人难以置信的黏稠状的液体，大概比蜂蜜还要黏稠10亿的10亿倍。但这在地质期的时间刻度上（以数千万年计）来说，却足够认为地幔中的石头是像液体一般流动的。 此外，还有一种地幔岩石的运动看上去很像液体运动：即对流运动。我们知道在一个空间中，热空气因为更轻所以会上升，冷空气因为更重所以会下降。 这一交换过程，在一些特定的条件下，会导致一种滚动现象，比如烧开水时看到的沸腾现象。而在地幔中也会发生这种现象，最热的岩石也最轻，于是它们会朝地表上升，然后在地表附近降温。 这一降温过程增加了岩石的稠密度，又使得它们开始朝地心更深的地方沉降。整个过程跟我们平时烧水时的现象基本上一样，只不过它所花费的时间会更长。 你可能还会感到疑惑，如果地幔真的是固态构成的，那么为什么还会有火山喷发呢？要知道喷射出来的岩浆看起来可都是液态的。 这其实也是个压力问题，在地幔之中，岩石的温度非常非常高，而且处于巨大的压力之下，因此呈现的是固体状态，但同样存在“上下翻滚”的现象。 当这些温度非常非常高的岩石上升到地表附近，尤其是从通往火山口的路线上升的时候，它们的温度依然非常高，但是压力会骤减，这会导致原本固态的岩石变成液态，进而以岩浆的方式喷发出来。 从直观上来说，在我们向地心探索的过程中，可能会认为整个地球的内部结构应该都和地幔差不多：温度非常高的岩石，在高压的作用下保持固态。 但实际上并非如此，科学家们通过地球重力场的强度和地球的大小，推算出了地球的质量和密度，得出的结果是地球的密度为5.5。 而一般来说，岩石的密度不会超过3，因此在我们脚下的深处，除了岩石一定还有别的什么东西，而且是比岩石要重的东西。这个东西就是金属铁和镍的混合物，处于半液体状态。 前面我们提到，压力越大，物质的熔点就越高，那么地核中铁和镍虽然处在5000℃的环境中，应该也是固态的吧？并不完全是，因为金属比矿石的熔点更低，更容易熔化。 其实我们知道的地核由两部分构成，一部分是在地核深处由于压力够大而保持固态的金属，另一部分则是在地核外层由于压力稍小而无法保持固态的金属。 所以，地核就是一个巨大的金属球，核心部分在超级可怕的巨大压力下保持固态，并被包裹在熔化的液态金属之中。这些金属液体在地球自转的作用下运动，让地球产生了足以保持生命稳定的巨大磁场。 还有一个问题可能会让你感到奇怪：既然以我们目前的技术，连地壳的皮毛都无法钻穿，那么我们是如何知道6300千米深处的地核是什么样的呢？ 这些信息其实都是根据地球表面上搜集到的陨石推测出来的，因为有些陨石是在和地球差不多的条件下形成的，可以为我们提供有关地球构成的宝贵信息。 但是从本质上来说，我们大部分的认知来自于对地震波的研究。从20世纪初开始，世界各地都安置了大量的地震仪（图六），这些地震仪可以记录地震波如何从震中传播。 科学家们利用地震仪记录到的地震波数据，通过实验和精密的计算得出了地球内部结构的数据，进而画出了地球足够精确、详细的成分结构图。       |
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