地球内核如何影响日常生活

吴忠良

有一次，一位地球物理学家做关于“地球内部物理”的科普讲座。讲完后，听众中一位大妈站起来和蔼地说，“孩子，你讲的问题太‘深了”。的确，深度2900千米左右的“核幔边界”，深度670千米左右的深源地震，深度200千米左右的“软流圈”，对于我们的日常生活来说，的确是“深”了一些。但一个不可不知的事实是，这些看上去很“深”的东西，恰在我们的日常生活中扮演着重要角色。

从地面算起2900千米深度以下，据推测是液态的地球外核。正是在这个液态外核中，通过电磁流体的某种流动形成了“地球发电机”，形成了我们身边的地磁场。地磁场可是我们生活中不可或缺的东西，它作为一个屏障，保护我们不与来自太阳和太空的辐射进行致命的直接接触；它作为一个指南，给航空、航海（当然也包括导弹飞行）提供了方向：它作为一种“指示信号”，使地球物理学家可以通过微小的“地磁异常”找到地下的矿产。

因此，如同我們脚下的国土，需要我们精细地画出它的行政区划图、地形图、交通图、人口分布图……，我们国土上的地磁场、重力场……，尤其是它们的变化，也需要通过精密的测量，进行系统性的标绘。其实，在全球化时代，只关注自己的国土是不够的。对中国这样一个正在由“大”变“强”、前所未有地接近世界舞台中心的大国，就更不能只关心自己的脚下了。而即使是在我们自己的脚下，也还有很多需要认真对待的问题——对，我想说的就是地震。

地震的分布，在空间上是有规律的，地球物理探测是揭示这种规律的重要手段。地震的发生，在比较长的时间尺度上，例如在百年尺度上、在十年尺度上、在年尺度上，也有很多科学认识：现在，百年尺度的地震危险性评估，可以服务于防灾；十年尺度的地震危险性评估，可以服务于备灾；年尺度的地震危险性评估，可以服务于减灾；地震发生后的灾害评估，则直接服务于救灾。比年尺度更短的时问尺度上的地震的规律性，现在的科学认识还很不够。地球物理是向这一世界性科学难题发起冲击的“主力部队”之一。

从地震的震源所辐射出地震波，在穿过地球内部的过程中，也把地球内部结构的信息带给我们。如同钢琴调音师通过倾听音调来寻找钢琴中的瑕疵，地震学家可以通过分析和研究地震的记求来推测地球内部的结构。在2900千米深度以下可能是“液态地核”的推测，“液态地核”中还可能存在一个固态的“地球内核”的推测，以及地球的内核可能与地球木体具有不同的自转速度的推测，都主要来自对地震信号的分析。另一方面，地震信号的分析技术，在地下核试验的检测和识别中又具有独特的价值，为监测禁核试条约的履约而产生的（类似于“法医学”的）“法证地震学”，在国际政治中发挥着不可取代的作用。

这里特别强调一下基础研究。汶川地震的抗震救灾中，我们对地球物理基础研究的意义有了更深刻、更直接、也更痛切的认识。地震之前，一些长期从事的基础研究，并不被广泛地了解和认可，“有什么用处”是经常提出的问题。但恰恰是那些看上去“似乎没什么用”的基础研究，在抗震救灾的关键时刻，发挥了重要作用。其实，这种教训在其他领域也有很多。任何突破性的东西，都需要长期努力，而且必须以大量的探索和积累作为必要的成本，否则，也就不能称其为“创新”了。这是科技发展的客观规律，违背了这一规律，就要受到惩罚。在汶川地震的抗震救灾中，比前面“无意插柳”更具教育意义的是那些在工作中“卡脖子”的事情，恰恰是那些平时很多人认为“似乎还看不出多少创新性”的“坐冷板凳”的基础性工作。

因此，地球物理，与我们十分关切的能源、资源、环境、减灾、国防、安全，都有密切的关系；地球物理科技产品，在提供科技信息服务、社会安全服务、民生服务、国防和外交服务方面，具有重要的作用。地球物理科技的一个重要的发展议程是，一方面，要紧紧地将核心技术掌握在自己手中，形成与国家地位相称的自主创新能力，并为全国地球物理科技的发展提供平台和共享资源；另一方面，要关注和发展下一代关键技术，占据地球物理科技发展的“制高点”。