伦敦自然历史博物馆NHM伦盖火山

地震的由来

剑龙骨架边上有一把扶梯,登上扶梯之后可以前往二楼的地球馆,我们可以看到扶梯穿过一个巨大的地球模型,模型的外侧是各种地球板块的构造,而内部呈红色,象征着灼热的地球内部,并且还有不同年代的化石模型,象征地球上各个地质年代。

进入地球馆之后马上映入我们眼帘的是一个巨大的全球地图构成的展板,上面显示了地壳上不同的地球板块,通过按不同的按钮,我们还能显示自 2000 年以来地球上发生过地震和火山喷发的地区,在展板上,我们可以非常直观的看到最近20多年地震和火山活跃的地带与地球板块的边缘是非常吻合的。

我们可能会好奇,为什么我们能分析出来地球板块,以及它和火山地震之间的关系呢?不要着急,我们继续来参观地球馆。 进入到地球馆后,大家会看到看到一个地球仪模型,不过这个模型长得很奇怪,从亚洲太平洋这边看,一切正常,但是再看到北美洲这边,会发现它像一个被切去了1/4块的蛋糕一样,露出了地球的内部,我们可以看到地球是由:地壳、地幔、地核外核和地核内核四层组成,看到这些很多人更加好奇了,难道真的有谁曾经把地球像蛋糕一样切开,查看了地球的内部吗?否则,又怎能知道地球内部的结构呢?

要知道,我们现在知道地壳平均厚度大概是 30 公里,而人类最深的矿井只有6.4公里深,而人类曾经钻探过最深的孔,也只有12公里,这些深度甚至连地壳平均厚度的的一半都还没达到。那人类又是如何了解地球深达几千公里的内部直到地心的呢?

原来呀,科学家们利用是地震波来分析和判断地球内部的样子的,最初,在地震发生之后,科学家们逐步观察到地震发生的时候地面实际上是发生了某种形式的波动,而我们往池塘里丢一块石头,水面会发生各种波动,水面的这种波动也是一种波,科学家们就想了:而所有波应该都有一些共同的性质,比如波在传播过程中碰到不同的密度的节制会产生折射和反射,并且波的速度也会发生变化,那么利用这些波的共通的性质,我们是不是就能认识到地球内部,进而揭开地震之谜呢?没错,正是利用这些波动共通的知识。地震学家们通过在地震中的观察记录,以及通过爆炸等试验来逐步分析和解剖出来我们地球的内部结构。

比如,我们观察到地震中有纵波和横波,也叫p波(主波)和s波(从波),他们有不同的传播速度和不同的运行深度,那么通过装配一些,地震波动,记录仪,地震学家逐步发现地球内部有不同的分层,他们有不同的密度,因而产生了不同的波的变速、折射和反射的现象,通过大量的观察和总结,逐步发现,地球内部是分成这四个层次:地壳,地幔、地核外层、地核内核。

地球内部其实并不是固体,而是以高温粘稠的液体为主,除了有一个高压致密的地球内核之外,其它部分几乎都是粘稠的高温液体,这些液体在火山喷发的时候会有一小部分喷发到地面,形成岩浆,而他们在地球内部的时候,会发生液体一样的对流,就像我们用小火炖粥一样:下面热的粥/汤翻到上面来,上面凉的粥/汤被带到下面去,而这些对流动作,会推动着最表面的地壳的移动、分裂、合并,形成板块,今儿形成火山、地震等自然现象。

从而,有了我们开头看到的这个地球切面的模型,也给我们人类理解地震和火山等提供了扎实的依据。