新地心游记
作者：鲁伊（文 / 鲁伊）
史蒂芬森的主张与电影《The Core》有许多相近之处，虽然史蒂芬森的想法最早可以追溯到19年前
以站立在地球上的一个人为基准，可以将我们所认识的世界分为上下两部分。上面的世界宽广浩淼，那是体积相当于地球10的57次方倍的无垠宇宙。下面的世界在体积上小得多，但却同我们格外亲近，那是我们繁衍生息于其上的蓝色星球。
迄今为止，人类向太空发射的飞船和探测卫星已经使我们的视线延展到80个天文单位(AU，与地球和太阳间的距离相当，约为1.5亿公里)以外的宇宙深处。但对于脚下的地球，人类的认识却依然相当肤浅。“我们对上面世界的想象得益于电磁光谱的丰富性和宇宙对众多波长(包括可见光)光波的透明性。对下面的世界的摩想却主要依靠地震波。而这受限于地震波的狭窄频率和动态范围，也受限于我们对中间物质的透镜化和不透明性的有限的了解。”现任加州理工大学地理与行星科学系“乔治·范·奥斯德尔”教授的大卫·史蒂芬森(David J.Stevenson)如是指出。
凭借一些间接证据，科学家们猜测，地球共分4层，分别是最外层地壳、次一层的地幔、流体外核和快速转动的固态内核。地球磁场和大气层的形成、地球和月亮的起源等秘密都隐藏其中，挑逗着科学家们的好奇心，但却可望而不可及。
目前，地球上最深的人工钻孔位于俄罗斯的柯拉半岛(Kola Peninsula)，只有12公里深。相对于约为6400公里的地球半径，人类压根就连地幔的边儿都没摸到，更不用说深层的地核了。向地心发射探测仪的想法虽然早已有之，但却面临着极大的障碍。“向太空发射探测器，首先必须克服地心引力。这对于目标为地心旅行来说，不但不是麻烦，反而能够提供帮助。但新的问题是，如何克服那些地底的岩石？”史蒂芬森对本刊记者介绍道，“为了克服地心引力，一架飞往木星的探测器只需要每公里1焦耳/千克的能量。但要熔化普通密度的岩层，一个地心探测器所需要的能量为每公里1000000000焦耳/千克的能量。”从这个比率看上去，漫游地心至少在现在看来，似乎只能是一个“不可能的任务”。然而，史蒂芬森却自有办法。
在发表于今年5月15日《自然》杂志上的论文中，史蒂芬森提出了一个看上去怎么都像是好莱坞科幻大片中故事情节的“疯狂主张”：在地球的表面炸出一条大缝，灌进液态铁，悬浮于铁水中的探测器就能够借此深入地心。
史蒂芬森的想法看似异想天开，但却并非没有道理。向以严肃著称的《自然》杂志能够接受他的论文，本身就是对这一主张理论上的可行性的肯定。
目前，一种地核形成理论认为，地球的铁核是由地层中的铁向下沉降聚合而成的。由于地心引力能量的释放，这些炽热的液态铁能够熔化周围的岩石，向下穿透。史蒂芬森的主张就源于这一理论。
史蒂芬森设想，用核弹制造一次相当于里氏7级的地震，在地壳表面炸出一个宽0.1米、深300米、长300米的大裂缝，然后向里面灌注相当于1个小时内全球钢铁总产量的10万吨液态铁。在液态铁中，事先会置入一个能够发出高频地震波的葡萄柚大小的探测器。这个探测器应当使用高熔点的合金制成，而且必须与液态铁金属密度相近。这样，它就不会在下降的过程中变大、熔化。
“当一切条件都符合的时候，这个裂缝会自动向下延伸。”史蒂芬森解释道。这是因为铁的密度大于地球外层物质的密度，它的重量使其犹如一把尖刀，刺开地层。而悬浮于液态铁中的探测器就能够与其一同，以每秒5米的速度向下运动。当液态铁向下穿透后，其后的地层又会自动弥合。这样，大约在一个星期后，探测器就可以抵达地球内核，返回关于地核的温度、电传导率和化学组成等数据。
“当到达地核之后，探测器会开始下落并熔化。然而，由于在地核的密度对比不像在地幔处那样显著，它下沉的速度会减慢，因此，至少在一天之内，探测器仍能够发挥作用。这已经比昂贵的伽利略卫星进入木星大气后发挥作用的时间长得太多了。”史蒂芬森说。
史蒂芬森的主张尽管从理论上说得通，但许多科学家对其真正实施的可能性却并不看好。《自然》杂志的评论中也指出，单就所需的液态铁的数量，史蒂芬森的计算就很可能远远小于实际的需要——那也许不是10万吨，而是1000万吨，这样，就不只是1个小时的全球钢铁产量，而是1个星期的全球钢铁产量。在这个级别上多一个0少一个0影响之大，可以想见。更何况，就算只是一个小时的全球钢铁产量，要把它们在短时间内汇集到一起，也并非一件容易的事。
“我希望大家不要过多关注这些细节问题，而是从理论上探讨它的可能性。”史蒂芬森反复对记者指出这一点，“就像研究原子弹的曼哈顿计划和上个世界40年代关于向太空发射探测器的讨论，在当时，一样有许多人认为是根本不可能的。”史蒂芬森的原意，并非提出一个真的就会在几年或几十年内实现的计划。“我从事的是理论行星科学研究。我对探测任务的可行性比它的具体实施更感兴趣。”史蒂芬森对本刊记者说，“如果我的论文能够吸引大家对探索地心的兴趣，那才是我的初衷。”
地心探测器工作原理示意图
提问与回答
三联生活周刊：你发表在《自然》杂志上的论文名为《一个谨慎的提议：地心任务》(A Modest Proposal：Mission to Earth′s Core)，这个名字十分耳熟。它让人联想起斯威夫特的那篇著名文章，是这样的吗？
史蒂芬森：啊，是的，就是那篇关于如何解决“爱尔兰问题”的讽刺文章。很容易就能用Google在网上找到它。我使用这个名字只是为了提醒我的读者，在我接下去的论文中，既有幽默的一面，也有严肃的一面。而之所以叫一个“谨慎”或者是“寒酸”的提议，是因为同花在探索太空的项目上的人力和物力相比，用于探索地球内部的努力实在微乎其微。既然我们已经在无人太空探索上花了100多亿美元，为什么地心探索不应该得到相当的、哪怕是略少一点的关注呢？
三联生活周刊：你反复提到一个“葡萄柚大小的探测器”，为什么它一定要这么大？大一点或小一点也能行得通吗？
史蒂芬森：当然是越大越好。我选择这么大的探测器只是因为它能够放进可以起作用的最小的裂缝中。我希望读者能认识到，我的整篇论文只是概念上的，而不是一个“蓝图”。追问某个东西为什么是某个特定的大小未免有些不得要领，因为它在实际中会涉及到许多变数，同整个概念相比，显得不那么重要。
三联生活周刊：我看到有人提问哪种合金适合用来制造你设想的探测器，对此你怎么看？
史蒂芬森：我不知道。这有点像是在第一艘土星5号火箭建造的10年前就去询问火星5号使用的是什么燃料。不过，已经知道有一些化合物能够共存。比如，纯液态铁就能够很好地与液态硫化铁合金共存。这也是我知道我提出的概念可能实现的原因。
三联生活周刊：炸出来的裂缝在未来会不会变成火山？岩浆会不会从中喷涌而出，威胁周围的居民？
史蒂芬森：我想不会。当液态铁向下灌注的时候，裂缝就会合上。
三联生活周刊：为什么不去使用现成的活火山呢？
史蒂芬森：现存的活火山可能是适用的，但我对这一点表示怀疑。火山的管道非常复杂，注入的铁非常可能四散奔流。我需要的是一个干干净净、纯粹的裂缝。当然，火山的管道只能达到我想抵达的深度的一小部分，这也是原因之一。