150年前，法國科幻小說先驅儒勒?凡爾納在《地心游記》中描述了地球內(nèi)部的巨大海洋。一直以來，人們僅僅把這個描述當作是一種科幻，但今天，科學家們發(fā)現(xiàn)凡爾納的描述其實是“科”而不是“幻”，是地球“肚里”埋藏的一個驚天秘密。不僅如此，地球“肚里”還有一個驚天秘密!

地球竟然有“一大肚子水“

本世紀初，日本東京技術學院的科學家猜測，地球不僅僅是地殼的表層有水，很可能在地殼下面的地幔里，也有水。為了證實這個猜測，科學家做了個模擬的“下地幔”。下地幔是距地表650～2900千米的部分，主要成分是硅酸鹽、金屬的氧化物和硫化物，所以下地幔又稱金屬帶。這個模擬的下地幔是按照真實下地幔中的元素和各自在地幔中所占的比例，由含鎂、鐵、鈣、硅、氧等元素的混合礦物做成的。因下地幔中的化合物吸收了大量的水，所以礦物的發(fā)射光譜能夠透露出其中的含水信息。根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)進行模擬后發(fā)現(xiàn)，模擬下地幔中的物質里水含量占了0.2%。基于這個實驗數(shù)據(jù)，科學家推測，地球內(nèi)部的水是地表水的5倍多。

這個模擬實驗的結果也得到了實際觀測的佐證。前不久，美國華盛頓州立大學的一個地震學小組分析了將近60萬份的震波圖――地震穿過地球時產(chǎn)生的震波記錄。他們注意到，在亞洲大陸下面地震波表現(xiàn)出了減弱的現(xiàn)象，而且速度也略有減慢。因為水可以減慢地震波的速度，所以大量的減弱和減慢的跡象可以預測那里存在著水。例如上圖中左圖是右圖的一個橫切面圖，它呈現(xiàn)了下地幔中震波衰減的異常圖像。兩幅圖片中，紅色表示異常松軟和脆弱的巖層，里面可能富含了水分;藍色表示異常堅硬的巖石。根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)，科學家推測在東亞所處位置的下地幔中，存在著一個非常巨大的水庫，其中的含水量相當于一個北冰洋的水量。

此外，加拿大科學家還發(fā)現(xiàn)了地球深處有水的真實證據(jù)，這個證據(jù)就是一位業(yè)余淘寶者2008年在巴西發(fā)現(xiàn)的一小塊臟兮兮的石頭?？茖W家后來鑒定發(fā)現(xiàn)，這微粒竟然是尖晶橄欖石。不過這塊石頭僅僅被稱為微粒，因為它直徑僅僅只有3毫米。尖晶橄欖石是一種特殊礦物質，它形成于地幔上層和下層之間的過渡層，因為該區(qū)域具有超高壓力和溫度。如今它竟然出現(xiàn)在地面，不能不說是奇跡。通過進一步檢測發(fā)現(xiàn)，這塊尖晶橄欖石1.5%的成分是水分子。這個尖晶橄欖石樣本其實表明，地幔的過渡層應該存在蓄水層，那里的含水量可能相當于地球表面水量的總和。

綜合種種證據(jù)表明，地球的地幔區(qū)域應該存有大量的水，這改變了以往人們對地球內(nèi)部成分的認識。

地球竟然能“吃石頭，吐鉆石”

我們知道，地球上的綠色植物能“吃”二氧化碳，然后經(jīng)光合作用轉化為葡萄糖，并“吐”出氧氣，從而完成植物的“碳循環(huán)”。而科學家推測，地球地層深處很可能會在某一段時間內(nèi)進行一次碳循環(huán)，與植物不同的是，地球“吃”的是石頭，“吐”的是鉆石。

早些時候，科學家就發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)部的地幔淺層部分，就會“吃石頭，吐鉆石”，因為目前地球大部分鉆石均來自地表下不到19千米的地方。那里的鉆石有著與地表巖石相同的組成成分，之所以這樣，是因為地殼變動，把地表的巖石帶到了較淺層的地幔，在那里，地幔內(nèi)部的特殊環(huán)境把部分巖石“變成”了鉆石，后來部分鉆石又被金伯利巖帶到了地表。金伯利巖是由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的，這種巖石一直是人們尋找鉆石的“指標巖”，尋找鉆石礦就是由尋找金伯利巖開始的。

最近，美國的一個研究小組在巴西一個地區(qū)的下地幔、地幔對流上方及它們之間的過渡區(qū)，發(fā)現(xiàn)了6顆來自地幔深處的鉆石。他們研究了這些鉆石中碳原子的各種同位素，結果發(fā)現(xiàn)，這些碳元素多來自火山噴發(fā)的巖漿形成的巖石，即包含有少量碳-13的玄武巖。這說明，地球的下地幔也能“吃石頭，吐鉆石”，下地幔與地表之間在持續(xù)著一種“碳循環(huán)”――而這很可能是地幔大規(guī)模運動的一種規(guī)律。

最近，美國華盛頓卡內(nèi)基研究所的科學家使用實驗室的設備，模擬了地球深處的壓力環(huán)境。在加壓的過程中，科學家在設備里投入了一種新的巖石材料，這種巖石材料由二氧化碳轉化而成，科學家將其稱為聚合物二氧化碳。實驗結束后，這種材料變成了一種“超級鉆石”，這種鉆石比一般鉆石具有更優(yōu)的品質特征。這個實驗從一個側面證明，當?shù)乇淼膸r石進入地幔以后，被地幔加工成鉆石的概率極高，說明地球“吃石頭，吐鉆石”不但有事實依據(jù)，還有理論依據(jù)。

地球“肚里”還埋藏哪些驚天秘密?

那么，地球“肚里”還有什么不為人知的驚天秘密嗎?科學家認為，未來可能還會有新的相關發(fā)現(xiàn)。例如，科學家目前正在進行的“深碳觀測計劃”就包括，地球下面是否存在其他不為所知的生命形式。之所以要進行這個探索，是因為目前科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在地球表面下1600米左右的地方，還存在著微生物，那里的溫度非常高;另外科學家還發(fā)現(xiàn)，一些細菌竟然可以生存在高達2萬個大氣壓的環(huán)境里，而過去的研究表明，細菌或者其他形式的生命無法生存在超過幾千個大氣壓的環(huán)境里?？茖W家因此懷疑，在更深的地球深處，還藏著存在包括另類生命形式等在內(nèi)的諸多秘密。

另外一個急需探知的秘密是，碳這個非常普通的元素在地球深處會具有何種性質，因為最新的研究發(fā)現(xiàn)，碳氫化合物這種能源物質在地球深處可能以無機化學的形式和形成過程產(chǎn)生，而不僅僅是由植物和動物的化石遺骸產(chǎn)生。如果能夠解開這個驚天秘密，那么，未來人們就會找到一條新的制造能源的途徑。

不斷發(fā)掘地球內(nèi)部的秘密，對人類更好地適應和利用環(huán)境，對新資源開發(fā)和生命探索都具有非常重大的意義。例如揭開地球內(nèi)部藏水的秘密，對于地球水資源的保護和管理就意義重大;而揭開地球“吃石頭，吐鉆石”的秘密，對人類大量生產(chǎn)“超級鉆石”有直接的幫助;揭開碳元素在地球深處的特性秘密，對人類生產(chǎn)新能源會發(fā)揮重大作用;而揭開地球深處隱藏的生命的秘密，不但可以進一步揭開生命演化的秘密，也有助于人類探索在極端條件下的外星環(huán)境中，生命是否存在，以及生命會以何種形式出現(xiàn)等問題。