从19世纪后半叶到20世纪初,科学家通过地球的总体质量和形状,以及引力异常和地震资料数据,推测出地球内部的三层结构——地壳、地幔和地心,地球内部的密度随深度的增加而增加。
了解地球内部结构可以帮助我们预测地震、火山喷发等灾害,也可以帮助我们探测地下矿物、能源等资源的位置及可用性。不过,最令人沮丧的是,秘密就在脚下,但你却触不可及。有时,火山喷发可以带出一定深度地球内部的物质样本。但是要想得到地球深处的矿物非常困难。天然的库鲁伯亚拉洞穴深约2千米,南非的姆伯尼格(Mponeng)约4千米,人类最深的科学钻孔12.262千米,而这些对于平均半径6371千米的地球,它们只能算插在表面的“针刺”。
地球深处有着令人难以置信的高温、高压环境,这让科学家对地球深处的探索性实验进展非常缓慢。在地核内,随着深度的增加,温度和压力也都相应增加,地核中心的压力达350万个大气压,而地核的温度比太阳表面还热,为6000℃左右。维持这么高的温度所需的能量主要来自放射性物质的衰变,以及地球刚形成时的最初热量——原始地球和其他天体在高速碰撞时所产生的热量。只有偶尔的火山喷发才会让我们想起深埋地表之下的高温“熔炉”。