探索與揭秘 [中配]揭秘地球中心：深達4000英里藏著什麼？ - Cosmic

地球是獨一無二 功成奇蹟 受到內部熱量的驅動 最新的衛星地圖 聲納和雷達圖像信息 已經整合在一起 形成了這個 一個虛擬地球 地球是一臺機器 這就是它的運作方式 我們星球的表面 總是動盪不安 每天都有火山爆發 破壞性的地震 地球機器 在不斷運動 受到深處釋放的力量 驅動 讓地下隱藏了什麼 如果我們掀起了隧道 我們會看到什麼 地下100英尺的地方 充滿了燃氣管 水管和電纜 大多數地鐵隧道 距離地下不超過200英尺 在300英尺深處 支撐城市的機制消失了 沒有人類曾經 深入地球表面以下 超過2英里半 地球的內核 是一個巨大的金屬球 內核幾乎和月球一樣大 溫度則和太陽表面相當大 內核是驅動地球的引擎 向上移到地面 這一過程始於 46億年前地球形成時 那時地球是一團超熱的巖漿 經過數百萬年的冷卻 形成了一層薄薄的 堅硬岩石地殼 一種新型的熔岩噴發 並衝破了地殼中的裂縫 這塊岩石較輕 形成了在地殼上浮起的板塊 從而創造了現在的目的 熔岩還釋放出了其他東西 兩個元素氫和氧結合 形成了H2 也就是大家熟知的水氫 地球機器 創造了這個星球的外表 這個虛擬地球 展示了它是什麼 今天我們生活的星球表面 被稱為地殼 如果地球是一顆蘋果 那麼地殼就像蘋果 厚度只有3到45毫米 地殼覆蓋了整個星球的表面 包括海底 但這並不是一整塊 而是14塊巨大的Tectonic plates 地殼下方的沸騰熱量 使這些板塊持續移動和被掩蓋 幾百萬年前 北美大陸板塊發生了移動 雖然沒有什麼戲劇性的變動 但足以在地殼表面上 幾英尺處出現裂縫 水滲入裂縫 侵蝕出地球上 最令人驚嘆的自然結構之一 在陽光之舟的街道下 隱藏著佛羅裏達寒水層 這個寒水層覆蓋了十萬平方英里 這是一張廣闊的快速流動的 地下河流網絡 是一種寶貴的資源 為佛羅裏達州提供 大部分的新鮮飲用水 每天可達30億加侖 因此這個寒水層 需要防止建築或農業開發 以免污染水源 這是生物學家湯姆 莫里斯和他的團隊的任務 繪製這些地下洞穴的地圖 非常重要 因為那是我們的飲用水 所以我們對地下水庫 發生的事情瞭解得越多 我們在地面上的生活就會越好 湯姆和他的團隊 擠過湖底的縫隙通往水源 這是一次讓人感到訝異的潛水 他們必須通過岩石中 幾乎不夠寬的洞穴 隨後是80英尺的下沉 在地面上 一名無線電工程師 利用應答器系統 繪製潛水源的確切位置 看起來簡單 但它可以穿透 超過100英尺的堅固岩石和水 在深處 湯姆已經到達了蓄水層 一個地下世界 在佛羅裏達的高爾夫球場 停車場和購物中心下 未被看到 未被繪製 這個寒水層 延伸到整個佛羅裏達州 以及另外四個南方州 在全球範圍內 地下寒水層中儲存的水量 超過了地表所有湖泊 和河流中的水量 上方工程師記錄著 他們的行進路線 無論他將他們帶到何處 半小時後 佛羅裏達寒水層的另一部分 已經成功勘測完成 現在潛水源 必須沿著原路返回 或者在氧氣耗盡之前 找到出口 是的 我們停在這裡 一束光照亮了潛水源 通往水層頂部新出口的道路 我們現在可以不必在那邊 逆流而行1500英尺 消耗那麼多空氣 而是可以在這裡重新出發 向上遊前進 這對我們繪製 這個水下洞穴系統 將非常有用 我們可以把這個洞穴 標記在地圖上 機庫中的虛擬地球 展示了地球機器 如何在表面產生強大的影響 佛羅裏達地面的微小裂縫 是由單個構造板塊 內部的壓力所造成的 然而當兩個Tectonic Lathes 相互擠壓時 會在地面上產生巨大的裂縫 這些裂縫被稱為罐子 2011年2月22日 新西蘭基督城的教堂 尖塔 在地震中倒塌 造成182人遇難 不到一個月後 3月11日 日本發生了更大的一次地震 它引發了一場潮汐波 波浪高度達到98英尺 可能導致2500人喪生 而在太平洋的另一邊 早在一年之前 這裡發生了一場強烈的地震 導致562人遇難 環太平洋地區 是地震活動頻繁的區域 在過去50年裡 北美和南美沿海 發生了數十次重大地震 這就是紀念體育場 金雄隊的主場 這是大學足球 最古老最餘標誌性的 競技場之一 座位變形 一條斷層線 正好位於體育場的下面 從球門到球門延伸 雄隊必須保護體育館 免受未來的地震影響 他們採取了猛烈的行動 他們將體育館一分為二 正好在斷層線上 這哥們是加州大學 福克利中校的弟子學生 多年一直在監測這個斷層線 所以我現在就站在這個斷層上 這個斷層的一側 往這個方向移動 而另一側則往這個方向移動 但斷層移動得不夠快 我們每年看到的斷層活動 大約是四毫米 這大約是根據長期測量 我們預期的一半 斷層兩側的兩塊板塊 應該也移動得更多 這意味著地下深處壓力 在不斷積累 力量將通過動力釋放出來 一場地震 所以有一半的滑動沒有發生 而最終它必須 在我們相信的大地震中得到補償 而我們認為 這將會是一次非常強烈的地震 為了讓體育場具備抗震能力 雄隊將把體育場的兩個部分 放置在獨立的浮動和凝土塊上 這樣如果發生地震 體育場就能安全處理 所以體育場的這一側 將會是完全獨立的結構 與這一側分開 兩側可以獨立移動 即使在一次大型地震中也一樣 體育場的兩側 將會各自沿著不同的路徑移動 這樣就會減少許多幹擾 這項工作將需要兩年完成 費用為3億2千萬美元 這個段子上 最後一次大地震 發生在140年前 下一個很快就會到來 下一次重大地震 將會是無法想像的災難 自從我們經歷過 類似規模的地震以來 數百萬人遷移到這裡 所以生命損失和損害 將會是不可想像的 當下一個地震襲擊灣區時 至少這個地方會是安全的 至少目前正在進行的 體育場工程 使這裡成為 下次重大地震時 最安全的地方之一 羅蘭·伯格曼 在翱翔空中探測斷層洞 使金雄體育場分開的斷層 叫做海沃德斷層洞 它是世界上 最著名的地質特徵之一 聖安德利亞斯斷層內域 一個斷層系統 從南到北延伸800英尺 覆蓋加利福尼亞州的 沿海地區 早期的地震 沿著聖安德利亞斯斷層 撕裂了土地 所以現在我們正好 就在聖安德利亞斯斷層上方 而就在我們正下方的湖泊 少子泉水庫和聖安德利亞斯湖 基本上沿著斷層線延伸 這個湖又長又窄 而且很筆直 因為這個河谷 是由斷層形成的 斷層只是在磨碎岩石 進行出這個山谷 這就是我們這裡 有湖泊的原因 回到機庫 虛擬地球展示了 過去50年的地震數據 這清楚地表明 世界上最大的斷層線 位於地球的構造板塊之間 一個斷層只需要 移動一兩英寸 就能引發地震 但經過數百萬年 土地可以移動很大的距離 在北加州發現的岩石 最初來自 幾百英里外的安加州 未來的景觀變化 將是戲劇性的 在900萬年後 從洛杉磯到舊金山 將不需要開車380英里 這兩個城鎮將肩並肩 Tectonic plates 始終在不斷運動 有時他們會悄悄滑動 或擦肩而過 有時板塊會正面碰撞 然後土地向上隆起 形成像阿爾卑斯山的一種 5000萬年前 印度下方的大陸板塊 在亞洲發生了風災 結果形成了地球上 最大的山脈 喜馬拉雅山脈 以及它的最高峯 珠穆朗瑪峯 它位於海拔5500英尺 是地球上最高的點 形成喜馬拉雅山的板塊 仍在持續碰撞 所以珠穆朗瑪峯 每年返回機庫 虛擬地球展示了低峭 被分為14塊 巨大的Tectonic plates 它們都在移動 它們彼此滑動 造成地震 碰撞在一起 形成山脈 一律上下移動 創造出全新的土地 這裡是阿拉斯加 廣闊的冰川 遼闊的天空 和永恆的積雪之地 這裡的土地在移動 這次要上漲了 這是位於 冰川灣國家公園邊緣的 費爾韋澤山高爾夫球場 當地高爾夫球手都很喜歡它 50年前這場遊戲是不可能的 球員們不是在球場間步行 而是得在水中跋涉 他們所打球的土地 最近纔在水下 西耶拉威洛比 是冰川灣國家公園的一名 離岸邊幾百英尺處 有一座小屋 這沒什麼奇怪的 這間小屋以前是在海濱的 如果你幾十年前 第一次建造這個小屋時在這裡 你就能坐在這個門廊上 向外望去 清晰的日子裡 可以看到開闊的水面 和費爾天際山脈 那發生了什麼 他們的視野去哪了 在最後一個冰河時期 整個地區被一層冰覆蓋 當冰層融化時 地球的地殼 不再需要承受巨大的冰的重量 土地現在又在回升 小屋的視野可能消失了 但費爾威斯山的高爾夫球手們 每年都能多享受一點球場 地殼覆蓋了整個地球 總表面積接近兩億平方英里 地殼的運動 形成了許多不同的地形 而且看起來 有許多不同類型的岩石 但這是一種錯覺 從根本上講 地球機器僅有三種 基本岩石類型構成整個地殼 北卡羅萊納州 世界上最大的露天花崗巖採石場 每年都有83000噸岩石 從這個60英畝的場地中 被開採出來 這裡的花崗巖被稱為火成岩 火成岩佔整個地殼的90% 它們是在Magma冷卻時形成的 還有沉積巖 比如石灰岩 古老海中的遺骸被壓平了 第三種岩石稱為變質巖 當時是最為人熟知的 加熱和壓碎石灰石時 得到的就是這個 這三種岩石 構成了整個世界的表面 地球機器創造了熔岩 如果我們去掉一塊地殼 就可以看到產生它的熔岩 地幔深達1800多英里 溫度高達2乘2百攝氏度 是地球所有岩石的溫度 在地幔中形成的熔岩 它強行進入地殼 與氣體結合後 它會變成爆炸性 它穿過地殼 無法倒立 大多數火山都是這樣運作的 它們由地下約10英里深處的 巖漿儲藏室供氧 也有一些例外 剛果民主共和國的 內裏阿貢山 2002年這座火山爆發 導致147人遇難 這是非洲最活躍的火山之一 它高聳於周圍的鄉村 直達兩英里 火山口底部是一個 直徑超過750英尺的 沸靈熔岩 湖面溫度接近800攝氏度 幾乎所有火山之下 都隱身的地方 一些科學家認為 這些熔岩可能來自 深層地板中 一頂超高溫的巖漿中 達裏奧特德斯科 是世界上領先的 內裏亞貢哥火山 權威專家之一 這真的與其他火山 完全不同 這確實不同 這個火山有很多祕密 是其他火山沒有的 達裏奧帶領一支科學家團隊 進入火山口 他們來這裡取樣 隊伍必須從煙霧籠罩的 火山邊緣 下降到炙熱的火山口 火山口很深 深得很 深得可以容納帝國大廈 這是一個危險且崩裂的小國 地面隨時可能塌陷 火山口有兩個平臺 團隊現在接近第二個 他們必須沿著直立的巖壁下降 落差超過600英尺 隨著團隊逐漸靠近熔岩 危險也隨之增加 地面上有巨大的煙霧 從下方流出 這段旅程花了好幾個小時 纔到達平坦的地面 天黑了 該做帽子了 當隊員們睡覺時 尼拉貢戈是世界上 最活躍的火山之一 如果尼亞裏和貢戈噴發 根本無法逃脫熔岩 它的流速超過每小時60英里 比其他任何熔岩都要快 第二天早晨 湖面平靜了許多 達蕾婭觀察著另一位科學家 走向熔岩湖採集樣本 特殊的黑色氣泥 能夠反射 湖邊的一部分巨大熱量 直接接觸熔岩有什麼呢 在我看來這很危險 有點瘋狂 我的意思是 我不打算那樣做 非常非常緊張 這太瘋狂了 天啊 回來 回來 在達蕾婭看來 這位科學家正在冒很大的風險 在這裡待這麼久 不止已經五分鐘了 這非常危險 隨著熔岩流退去 她在坑口腳下收集樣本 那裡面已經冷卻並固化成岩石 樣品被送往紐約州的 羅切斯特大學進行分析 地球化學家湯姆達拉 將對樣本進行分析 然後加熱 這將讓氣體從岩石中釋放出來 以便進行分析 結果已經準備好 湯姆現在可以識別熔岩的來源 我們分析的氣體 來自採集茲納拉宮格山的巖漿中 告訴我們這個火山的源頭 位於地球深處的 一個非常深的位置 源頭必須位於 地殼下方較深的地方 一些科學家認為 化學成分表明 它來自地幔的最底部 深達1800英里 我們可以看到 虛擬地球上發生的事情 在這片裂谷的內部 強烈的熱量和藍色地幔 正在用Rice生起 將來這可能會導致 更熟悉的裂谷景觀 可能會永遠改變 新的山脈可能會生起 新的山谷會形成 非洲可能還有另一種 從地幔獲取樣本的方法 鑽石 像這樣切割和打磨 壓縮下形成 它們通過火山沿江上升 但鑽石不能靠近地表 能夠進入我們手中的 主力山脈 正如我們在 虛擬地球上看到的 這些事件很少發生 鑽石只在世界上的 少數地方發現 從地幔中獲得的 不僅僅是鑽石和火山 在世界的一些地方 地球內部的熱量 可以為我們就是冰島 來自地幔的熱量 提供了幾乎無窮無盡的能源 冰島的地殼較薄 有些地方只有六英里厚 當水滲入地殼時 它會加熱並迅速變成蒸汽 發電站補給蒸汽 利用它來發電 冰島很冷 離北極圈只有幾英里 然而這種力量 讓一些令人驚訝的事情 成為可圖 全年湧湧 冰島人用熱能加熱這個小海灣 海水在那邊冰冷到零下四度 但在海灣內 游泳者可以在舒適的 攝氏29度中放鬆 幾乎全國都依靠地熱 在冰島的首都雷克雅維克 幾乎每個家庭 都使用這種地熱能取暖 在冬天 他們用它來加熱街道和人行道 以保持穩定 幾乎沒有限制的 免費能源來源 虛擬地球可以揭示 更多地球機器人 地球的運作機制 是由地球內部的熱量驅動的 這源自於地球表面下 深處的地方 在我們居住和依賴橋之下 在地面之下陌生的源頭 在近2000年遠深處 藏著星球的發電機 一個行星內部的行星 一個熔融體 這是外塔 在3000到6000個設施之間 這團熔融金屬 有一些特別的作用 一個磁場 這不是普通的磁場 這個延伸到太空中數萬英里 傳達這個領域的真實規模 唯有縮小虛擬機器人在進行 地球的磁場 通常對我們來說 但有一種方法 可以看到它的實際運用 這就是北極光 在北極圈的雪和冰之上 一場神奇的光輝 遊行在夜空中舞動 這就是顯現出來的地球磁場 這對地球上生命的生存 至關重要 這就是磁場保護罩的工作原理 太陽不斷向外發射 數十億個原子粒子 它們到達我們大氣層上方 然後被磁場圈繞開 北極光是我們 包抄到太陽的一些粒子 與磁場和大氣層 相互作用的方式 這個令人驚嘆的太空護盾 是由外核在地表下 近二零零立即 這個磁場保護著地球上的生命 地球的磁力 為我們的指南針 提供了南北東西的方向 還有其他更令人驚訝的好處 北大西洋 千里寒冷深邃 狂風巨浪的海 一種小小的海洋生物 在其一生中 將在這片巨大的水域中 游泳數萬英里 然而 它始終能夠準確知道自己的位置 並能夠從北卡羅來納州的海岸 一路導航 穿越海洋 再返回 科學家肯·洛赫曼的問題是 他們是怎麼做到的 這些年輕的狼皮龜 生活在北卡羅來納大學 肯·洛赫曼設計了一項實驗 來觀察海龜 是如何利用地球的磁場的 但要做到這一點 這隻小海龜需要穿上裝備 這些是我們為海龜製作的小泳衣 它們是纏繞在烏龜背殼 或外殼上的佈置harness 但並不妨礙烏龜像平常一樣 活動它的旗幟 這些胸帶與這個水箱相連 肯利用電流 在海龜的水箱周圍 創造一個磁場 在場域開啟時 海龜本能地知道 該往哪個方向遊 如果我們反轉線圈產生了磁場 海龜很可能會轉身 朝相反的方向游去 一旦肯改變磁場 海龜就會改變方向 所以這些海龜 確實對磁場非常敏感 這歸功於一種叫做磁鐵礦的礦物 磁鐵礦是一種磁性礦物 其實它就是指 南征針頭所用的礦物 而且看起來這些海龜 在頭部使用磁鐵礦晶體 來感知磁場 肯發現 這些海龜的能力遠不止於此 它們不僅可以利用磁場 作為方向信息的來源 還可以通過磁場 判斷自己在海洋中的位置 因此實際上它們擁有一個 基於地球磁場的全球定位系統 在浩瀚的海洋中 這只小海龜知道它確切的位置 這就是這只海龜 如何能夠遊入大西洋 並在多年後 找到回到這片海灘的路 這一切都歸功於 位於地球深處外核產生的磁場 地球積極處於不斷運動中 對地球表面及其以外產生影響 它的力量來源於地殼之下 穿過地幔和外核心的深處 我們現在已經進入地球 3000多英里深處 這是最重的 地球的中心 它被稱為內核 但現在是固體 受到的壓力 是地球表面 大約400萬倍的壓迫 6000攝氏度 與太陽表面的溫度相同 正是這股熱量 是地球積極運作的關鍵 所有的火山 地震 以及土地不斷的運動 都是由這個 位於3000多英里下方 旋轉的巨大熔岩金屬球 所驅動的 內核是整個星球的引擎 熱量從地球內核向上流動 形成巨大的熱中 當它們到達地殼時 便開始擴散 在地球表面移動的 這些熱浪 卻後下沉 重新開始循環 許多科學家認為 這個循環將持續下去 直到所有大陸被擠壓成 一個巨大的陸塊 在2.5億年後 不再有美洲 俄羅斯或中國 只有一個巨大的超級大陸 不可想像的變化 都是由內核 超過3000英里 深埋在我們腳下的 巨大金屬球所驅動