地球內核如何影響日常生活

吳忠良

有一次，一位地球物理學家做關于“地球內部物理”的科普講座。講完后，聽眾中一位大媽站起來和藹地說，“孩子，你講的問題太‘深了”。的確，深度2900千米左右的“核幔邊界”，深度670千米左右的深源地震，深度200千米左右的“軟流圈”，對于我們的日常生活來說，的確是“深”了一些。但一個不可不知的事實是，這些看上去很“深”的東西，恰在我們的日常生活中扮演著重要角色。

從地面算起2900千米深度以下，據推測是液態的地球外核。正是在這個液態外核中，通過電磁流體的某種流動形成了“地球發電機”，形成了我們身邊的地磁場。地磁場可是我們生活中不可或缺的東西，它作為一個屏障，保護我們不與來自太陽和太空的輻射進行致命的直接接觸；它作為一個指南，給航空、航海（當然也包括導彈飛行）提供了方向：它作為一種“指示信號”，使地球物理學家可以通過微小的“地磁異常”找到地下的礦產。

因此，如同我們腳下的國土，需要我們精細地畫出它的行政區劃圖、地形圖、交通圖、人口分布圖……，我們國土上的地磁場、重力場……，尤其是它們的變化，也需要通過精密的測量，進行系統性的標繪。其實，在全球化時代，只關注自己的國土是不夠的。對中國這樣一個正在由“大”變“強”、前所未有地接近世界舞臺中心的大國，就更不能只關心自己的腳下了。而即使是在我們自己的腳下，也還有很多需要認真對待的問題——對，我想說的就是地震。

地震的分布，在空間上是有規律的，地球物理探測是揭示這種規律的重要手段。地震的發生，在比較長的時間尺度上，例如在百年尺度上、在十年尺度上、在年尺度上，也有很多科學認識：現在，百年尺度的地震危險性評估，可以服務于防災；十年尺度的地震危險性評估，可以服務于備災；年尺度的地震危險性評估，可以服務于減災；地震發生后的災害評估，則直接服務于救災。比年尺度更短的時問尺度上的地震的規律性，現在的科學認識還很不夠。地球物理是向這一世界性科學難題發起沖擊的“主力部隊”之一。

從地震的震源所輻射出地震波，在穿過地球內部的過程中，也把地球內部結構的信息帶給我們。如同鋼琴調音師通過傾聽音調來尋找鋼琴中的瑕疵，地震學家可以通過分析和研究地震的記求來推測地球內部的結構。在2900千米深度以下可能是“液態地核”的推測，“液態地核”中還可能存在一個固態的“地球內核”的推測，以及地球的內核可能與地球木體具有不同的自轉速度的推測，都主要來自對地震信號的分析。另一方面，地震信號的分析技術，在地下核試驗的檢測和識別中又具有獨特的價值，為監測禁核試條約的履約而產生的（類似于“法醫學”的）“法證地震學”，在國際政治中發揮著不可取代的作用。

這里特別強調一下基礎研究。汶川地震的抗震救災中，我們對地球物理基礎研究的意義有了更深刻、更直接、也更痛切的認識。地震之前，一些長期從事的基礎研究，并不被廣泛地了解和認可，“有什么用處”是經常提出的問題。但恰恰是那些看上去“似乎沒什么用”的基礎研究，在抗震救災的關鍵時刻，發揮了重要作用。其實，這種教訓在其他領域也有很多。任何突破性的東西，都需要長期努力，而且必須以大量的探索和積累作為必要的成本，否則，也就不能稱其為“創新”了。這是科技發展的客觀規律，違背了這一規律，就要受到懲罰。在汶川地震的抗震救災中，比前面“無意插柳”更具教育意義的是那些在工作中“卡脖子”的事情，恰恰是那些平時很多人認為“似乎還看不出多少創新性”的“坐冷板凳”的基礎性工作。

因此，地球物理，與我們十分關切的能源、資源、環境、減災、國防、安全，都有密切的關系；地球物理科技產品，在提供科技信息服務、社會安全服務、民生服務、國防和外交服務方面，具有重要的作用。地球物理科技的一個重要的發展議程是，一方面，要緊緊地將核心技術掌握在自己手中，形成與國家地位相稱的自主創新能力，并為全國地球物理科技的發展提供平臺和共享資源；另一方面，要關注和發展下一代關鍵技術，占據地球物理科技發展的“制高點”。