在讨论关于地球科学的许多疑问时，我屡次遇见这样的发问：你是怎样坚信地球中心存在地核的？你是怎么知道外地核是由熔融物质构成的？你是怎么测算地幔的厚度的？你凭何确定其间充溢着铁元素？种种疑虑，似乎对我的回答充溢不信任。
让咱们学习医疗检测的手法。你们是否曾经历过医院体检，在进行肝胆脾肾等器官查看时，医师通常会主张进行B超或彩超。当美丽的女医师在你腹部涂改凝胶，操作仪器来回移动时，一番操作之后，你便会得到一张是非或五颜六色的打印陈述，显现着你内脏的印象。
你能了解这些图片所传达的信息吗？关于非医学布景的人来说，或许难以了解。但是，只需医师能读懂就满足了。B超的原理，即经过手持探头向腹部发送超声波，这些声波会在内脏中反射，并被探头接纳。经过电脑处理，这些信号便能转化为内脏的图画。医师无需动刀，便可一望而知地知晓哪个器官存在问题。
地球科学家们在研讨咱们地球时，也是运用了相似的办法，只不过他们不依赖B超，而是经过地震手法来勘探。
苏联于1970年5月24日启动了一个名为“超深钻孔”的方案，企图深化地壳内部进行研讨。该项目一向继续到1989年，他们钻探了一个直径23厘米、深度达12262米的钻井。但是跟着苏联崩溃和资金匮乏，该项目不得不中止，至今无人能打破这个最深钻井记载。
美国在1957年也展开了一个名为“Project Mohole”的相似项目，意图是钻透墨西哥邻近太平洋的浅层地壳。开端钻探后，因资金问题于1966年中止。德国则在1987至1995年间进行了“德国大陆深钻方案（KTB）”，钻探深度为9,101米，井下采样温度高达260°C。
地球的地壳均匀厚度约为17公里，大陆地壳厚约39至41公里，而大洋地壳较薄，只要几公里。假如将地球比方成一个鸡蛋，地壳的厚度比鸡蛋壳还要薄。
地球的均匀半径为6378公里，与地壳均匀厚度的份额约为375:1；而一个鸡蛋约5厘米，壳厚约0.35毫米，份额为71:1。这的确让人意想不到。
已然咱们没办法穿透地壳，天然无法直接看到地壳以下的情形，更别提了解地心深处的奥妙了。就像医师不能对每个前来体检的人进行剖腹探查相同，地球科学家也需求经过更科学的办法来了解地球内部。医师依托B超、CT等技能，科学家则运用精细的地震和电磁设备做研讨。
地壳相关于地球来说十分薄，地球内部并非均匀的实体，地震波能容易穿透地表抵达地心深处。假如地震满足激烈，乃至能被地球另一端的仪器检测到。科学家只需将接纳到的地震波信息输入巨型计算机做多元化的剖析，便能提醒地心深处的概况，就像做B超相同。
使用地震波丈量构建地球内部结构的图画，科学家依据震波在不同物质中的速度差异揣度内部结构。例如，因为从固态到液态的密度改动，波速会产生改动。这种技能叫做地震层析成像，就像对地球进行了CT扫描。
全球的科学家们联手建立了全球地震台网，这个网络不只能剖析和猜测地震，还能经过对地震波的剖析研讨地球。
这些设备包含：主波（纵波、P波）传感器、二次波（横波、S波）传感器、强轰动传感器、短周期传感器、其他地球物理传感器、高分辨率数据收集体系、大地电磁阵列和可移动阵列等。
这些仪器极端灵敏，有的能检测到弱小轰动信号，小至0.00000001厘米，即原子距离。科学家过滤掉环境噪声，提取地震信号，并用高性能计算机重建地球内部的图画。
体波在地球内部的传达受物质密度和弹性模量影响，体波的改动反映了地球内部不相同的资料的密度、刚度、温度和组成成分的改动。体波分为主波（P波）和二次波（S波）。
主波是纵波，压力波，在地球内部传达速度最快，比横波快1.7倍，能穿过全部物质。P波在地上反应为声波，空气中的速度约为330米/秒，水中速度为1450米/秒，花岗岩中速度约为5000米/秒。
二次波是横波，速度较慢，S波只可以经过固体传达，因为流体（液体和气体）不支持剪切应力。S波比P波慢，通常在特定资猜中的速度约为P波的60%。因为剪切波不能穿过液体，所以地球外核中无S波标明其为液态。
地震形成的首要损坏来自表面波，它首要在地球表面传达，尽管速度慢于P波和S波，但损坏力最强。因为本文首要关注点不在此，故不赘述。
经过前文的介绍，你应该能了解科学家怎么使用P波与S波的不同性质探究地球内部。当精细传感器捕捉到地震波时，波带着的信息就能提醒途中遇到的全部。
科学家经过地震波在410至660公里深处的改动，发现上层地幔存在不连续性，这是因为上下地幔矿物质成分不同。一起，还发现了地壳爬升将岩石圈板块推入下地幔。
剑桥大学地震学家与马里兰大学地质学家经过将地震波数据输入电脑进行3D剖析，发现地幔深处有两个“大型低剪切速度区域”。因为它们比地幔的首要成分橄榄岩 (Mg2+, Fe2+)2SiO4更软，地震波在其间速度会减慢。这两个区域从地幔深处，接近炙热地核的当地开端向上延伸，高度超越800公里，其间一个“烟囱”坐落太平洋底部，另一个在大西洋东边。因为热传导效果，它们或许引发激烈火山活动乃至地壳板块重建。
事实上，地震波不只用于剖析地心深处，还大规模的运用在矿藏勘探。现代石油工人不再盲目打洞找油田（钻井本钱昂扬），他们只需在选定区域埋设地震波丈量设备，用小炸弹引爆，经过反射回来的地震波即可知晓地下几十公里是否有油田以及挖掘难度。不只如此，它乃至能指示南非钻石或尼日利亚矿藏的方位。
地震学家告知咱们地球中心分为两层：固体的铁镍合金内地核与液体的铁镍外地核。2015年，中美地球物理学家团队使用地磁设备和地震波数据剖析发现，内地核的外层与其间心部分旋转方向不同，意味着内地核还或许分层，且旋转方向并不共同。
人们早已留意到外地核与内地核的地震波传达办法不相同，但没人提出内地核铁结晶方向的剖析意味着什么。这个疑团还有待科学家进一步研讨。
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