上天下海入地是人類長(zhǎng)久的憧憬,上期我們講到探索海洋的故事,這期我們把目光轉(zhuǎn)向腳下的大地。
大地是我們生長(zhǎng)的地方,因此我們常把大地稱為母親。但是,在人類漫長(zhǎng)的歷史中,大地也給我們帶來(lái)過(guò)沉重的創(chuàng)傷和痛苦的記憶,地震就是最明顯的例子。在地震學(xué)出現(xiàn)之前,世界各地的人們對(duì)地震束手無(wú)策,只能把地震歸結(jié)于種種超自然的力量。張衡地動(dòng)儀的可靠性姑且不論,正代表了古人對(duì)大地最初的探索。
地震學(xué)發(fā)展到今天,一方面在抗震減災(zāi)中發(fā)揮著重要作用,推動(dòng)地震預(yù)警系統(tǒng)的不斷完善;另一方面也在幫助我們更好地認(rèn)識(shí)地球,甚至是其他天體。
數(shù)百年來(lái),都有人猜測(cè)地球是空心的,儒勒·凡爾納寫(xiě)過(guò)著名的科幻小說(shuō)《地心游記》。月球空心說(shuō)也有超過(guò)百年的歷史,2022年上映的科幻電影《月球墜落》就以月球是空心的為故事的核心設(shè)定。
這些說(shuō)法聽(tīng)起來(lái)是天方夜譚,但想真正確定地球和月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻并不簡(jiǎn)單,給出二者皆為實(shí)心的決定性證據(jù)的都是地震學(xué)。基于震波的地震學(xué)探測(cè)是了解天體內(nèi)部結(jié)構(gòu)最有效的方式,科學(xué)家對(duì)地核的探測(cè)就有賴于對(duì)地震波的探測(cè),而這種探測(cè)方法對(duì)月球、火星等天體同樣適用。
阿波羅任務(wù)時(shí),航天員把月震儀安放在月球表面。通過(guò)對(duì)月震的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球的結(jié)構(gòu)和地球類似,也可以分成三層:月殼、月幔和月核。嫦娥七號(hào)計(jì)劃在月球表面部署更加先進(jìn)的月震儀,從而獲得關(guān)于月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和月震規(guī)律方面的新認(rèn)識(shí)。
地球板塊構(gòu)造活躍,因而地震頻繁;相比之下,火星的板塊構(gòu)造幾乎沒(méi)有或者很弱,火星殼相當(dāng)于一個(gè)巨大的板塊,但由于火星仍在冷卻中,不均勻收縮所產(chǎn)生的壓力使得在火星殼中仍然會(huì)發(fā)生地震。美國(guó)的洞察號(hào)火星探測(cè)器攜帶的火震儀,通過(guò)記錄火星的地震,首次揭示了地球以外另一顆巖質(zhì)行星的殼層、幔層和內(nèi)核結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)了關(guān)于火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和演化歷史的豐富信息。
無(wú)論是地震還是發(fā)生在月球、火星上的震動(dòng),都仿佛是這些星球的脈搏。傾聽(tīng)這些星球的脈搏,我們能夠發(fā)現(xiàn)更多表面之下的秘密。