地球從外到內分為地殼、地幔和地核。
地殼是巖石圈的重要組成部分，平均厚度約為17 km，其中大陸地殼相對較厚，平均厚度為33 km。
地殼下面是地球的中間層，稱為“地幔”，厚度約2865公裏。它主要由致密的造巖物質組成，是地球內部最大、最厚重的壹層。地幔可分為兩層:上地幔和下地幔。在上地幔頂部有壹層(莫霍面)是地震波傳播速度變慢的地方，巖石圈(巖石圈是指地殼和上地幔的頂部)以下簡稱軟流圈。推測軟流圈是由於放射性元素大量集中導致巖石高溫軟化和局部熔融，很可能是巖漿的發源地。軟流圈上方的地幔是巖石圈的組成部分。下地幔的溫度、壓力、密度都增加，物質處於可塑固態。
地核位於地球的最深處。半徑約3470 km，主要由鐵和鎳元素組成，密度較高，平均重量為12克/立方厘米。溫度很高，大約4000~6000℃。核心分為兩部分:國外核心和大陸核心。外核的物質是液體，內核現在被科學家認為是固體結構。
參考資料:
通往地心的路
張少泉
20世紀末，地球科學家可以講述壹個關於地球內部及其演化歷史的豐富多彩的故事。這個故事既精彩又真實。
來自儒勒·凡爾納的《地心遊記》
法國作家儒勒·凡爾納於1864年創作出版了著名的科幻小說《地心遊記》，影響了幾代人。《地心遊記》講述了裏德布魯克教授和他的侄子阿賽在向導的幫助下，穿過冰島壹個暫時沈寂的火山口，沿著巖石中的壹個洞穴下降，最終到達地心。最後，奇跡般地，通過火山爆發，它們從地中海壹側的另壹個火山口噴回地面。
根據今天的知識，小說中的探險者去了離地心很遠的地方。
地球物理學告訴我們，固體地球的平均半徑是6371公裏，而由巖石構成的表層只有幾十公裏厚。很多火山的起源都在這塊巖石的中間，聚集在那裏的熔融物質可以來自更深的地方，但離地心很遠。小說中的主人公只是在這塊巖石附近徘徊。當他們看到壹群恐龍和亞特蘭蒂斯古城時，他們認為他們已經遊過了地球的中心。這是因為當時凡爾納對地心的認識受到那個時代科學發展的限制。但是凡爾納仍然是科學幻想的先驅。當所有人都仰望太空時，只有凡爾納壹個人把目光轉向地面。
神話:地殼被巖漿覆蓋，偽科學:空心地球理論。
在儒勒·凡爾納的時代，地質學已經作為壹門學科建立起來，但對地球深處的了解還處於初級階段。
地質學家根據火山噴出大量熔巖和氣體的現象，建立了地球是由熾熱星雲凝聚而成的假說，並設想壹種叫做“magama”的液體物質充滿了巖石層下的地球內部。這種巖漿被認為是以矽酸鹽為主，含有大量氣體和水的高溫熔融漿體。根據這壹假設，在地球的演化過程中，外部散熱快，先冷卻下來，凝聚成壹個堅硬的巖石外殼。
山地高原的隆升是巖漿上湧的結果；有的地方巖漿沖破閉合沖出，進行火山噴發；並且第壹次把人們能看到的巖石表面稱為“地殼”。在英語中，這是蛋殼的殼字。翻譯成中文的時候，前面加壹個“land”就成了專有名詞。這種對地殼的認識幾乎是壹層薄殼，幾乎是“皮”；地殼中充滿了未固結的巖漿，火山熔巖是地下巖漿在出口處的凝固。這個假設在當時受到了懷疑。後來的發現和研究成果證明，巖漿只是在壹定環境和條件下的局部熔融現象。
“空心地球”在過去很流行。今天還是有市場的。地球是空心的嗎？關於地球的內部情況，人們的認知並沒有宇宙進步的那麽快，還有很多未解之謎。這也為不科學或反科學的神話留下了藏身之地。其中之壹就是“空心地球理論”。
直接觀察地球內部是很困難的，但可以通過其他方式來理解。比如整個固體地球的體積和質量可以用物理方法計算出來，可以得到它的平均密度。如果地球內部是空的，固體地球的平均密度應該低於地面巖石的平均密度。早在1799年，法國出生的英國科學家卡文迪什(1731-1810)應用萬有引力定律和他制作的扭秤，測得地球的平均密度是水的5.48倍，超過了巖石的密度。他還指出，這種密度隨著深度的增加而增加，地心的密度最大，不存在所謂的空心。
卡文迪許的實驗和理論後來被很多人反復測量證實，得到了更準確的數據。地球現代平均密度為5.51.7g/cm3；巖石圈上部的平均密度為2.65克/立方厘米。
顯然，“空心地球論”並不是科學假說，而是科幻電影、小說中用來編造離奇故事的“背景”。至於散布什麽外星人或者恐怖分子住在空心地球，控制那裏的地球，那就更是混淆視聽的異端邪說了。
探索地球中心的最新科學想法
科學幻想影響科學家，這也是意料之外的。
太空探索已經失去了世人的興趣，為什麽不用核彈炸出壹條探索地心的路呢？這類似於科幻小說的情節，出現在權威科學期刊《自然》的壹篇文章中。這是今年5月15日出版的《自然》雜誌上，加州理工學院的達維德·史蒂文森(Daavid Stevenson)提出的探索地心的想法。
他的想法是:先在地表以百萬噸炸藥的爆炸力或類似地震的高能引發核爆炸，挖長、深各300米，但寬度只有壹米的壕溝，然後註入數十萬噸紅色鐵水。鐵水像壹把巨大的刀片劃破地球的巖層，讓探測器隨著熔融的水流往下走，同時“鐵水刀”頂上的巖層被冷卻密封。史蒂文森說，這個過程可以比作火山作用，但過程是相反的。按照這種思路，至少要把654.38+萬噸鐵水倒進夾縫裏，大約相當於今天世界鐵產量的654.38+0小時。用鐵水做“切割器”，因為鐵便宜又豐富；另外，鐵水不會與富含鐵礦的地殼和地幔巖石結合，處於熔融狀態，減少摩擦阻力。
在倒入鐵水的同時，科學家們會在其中放入壹個由特殊材料制成的柚子大小的探測器。隨著熾熱的鐵水逐漸滲入地球內部，探測器大約在1周後可以到達地球外核。
雖然這個方案聽起來相當美妙，但仍然存在壹些不可逾越的技術障礙。除了籌集65438+萬噸鐵水和足夠的炸藥，比如壹顆核彈，科學家們還面臨著相當大的挑戰，比如應該用什麽材料(比如鉆石)來制造這樣壹個耐高溫高壓的探測器。史蒂文森說，由於熱量高，傳統的微電子設備無法使用，只能使用鉆石外殼。地心探測器將攜帶各種探測器來測量溫度，檢測其他元素和電磁活動的存在。史蒂文森說，科學界尚不清楚地下除了鐵之外是否還有硫、矽、氫、氧等元素。史蒂文森認為，探索地球中心將帶來前所未有的知識，這可能解釋地球電磁場是如何產生的，以及壹些地震和火山的來源。
當然，地心探測計劃可能非常危險，比如制造新的火山或者引發地震，但是這些風險可以通過詳細的研究降到最低。
壹些稱贊這壹大膽想法的科學家也質疑其可行性。有人提出，主要依靠重力穿透地殼和地幔。在下沈過程中，裂縫的四壁會產生熱量並融化，探測過程可能需要數千年。原因是雖然鐵水總重量巨大，但在強大的核心壓力作用下，鐵水流下後，裂縫會被強大的壓力閉合。同時，人類利用地震波獲取信息或者測量溫度等參數確實很難，因為這麽小的探測器，如何形成強大的地震波，並將相關數據傳回地面？
畢竟這是壹個基於現代科技的大膽想法，仍然可以稱之為科學想法。
照亮地球中心的燈和在地球中心旅行的信使。
要實現探索地心的想法，首先要了解從地面到地心的介質狀態和結構。這就需要先發壹個“探路者”。這個“探路者”就是地震波。早在我國東漢時期，張衡發明的地動儀就記錄了數百公裏外的隴西地震。當時人們只能從龍口吐珠的方向知道地震現場的方向，不可能在震動發生時獲得大量的地下結構信息。直到19世紀末20世紀初，英國、德國和俄羅斯的科學家才發明了可以記錄地震波的地震儀器，並用於觀測。
科學家發現，地震時人們感受到的振動是彈性波從震源在地殼中傳播的表現，他們鑒定出這種地震波中有兩種波:壹種是質點振動方向與傳播方向壹致的縱波，另壹種是質點振動方向與傳播方向垂直的橫波。橫波傳播時，要求傳播它的介質改變形狀，所以它不能通過氣體和液體介質，只能在固體中傳播；對於可以在固體、氣體和液體中傳播的縱波，則沒有這樣的要求。
1897年，德國地球物理學家Wicher(1861-1928)通過理論計算推測，地球的地核只是液體，其成分主要是鐵，但在這個液體地核之外，都被巖石固體物質所包圍。他把這部分命名為地幔。起初國內有地質學家把它翻譯成“地球肉”，後來有人建議翻譯成地幔。1906年的英國地質學家、地震學家奧爾德姆(1858-1938)用地震觀測的結果證實了這壹猜想，但界面的深度與威徹爾大相徑庭。1913年，當時在德國，後來移居美國的地球物理學家古騰堡Beno1889-1960經過反復研究，確定地核與地幔的界面在地下2900公裏處。後來的研究並沒有大的改動，這個界面被命名為古騰堡曲面。
1935年，丹麥女地震學家萊曼研究了地震波中的微弱信號，認為液體核中還存在固體核。1954年，澳大利亞地震學家布倫研究了地球的密度和彈性系數的分布，進壹步證明了這壹假說的可能性。
所以我們知道地球內部的大部分是固體。僅地幔就占了固體地球體積的82.3%。這樣壹來，地殼似乎失去了提出時的意義。人們會很自然地想到，既然地殼和地幔都是巖石或巖石類物質，如何劃分兩者的界限？
1909年期間，南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇研究了庫爾帕谷的地震記錄，發現在地下50公裏處的界面上，縱波速度突然增大。進壹步研究表明，地震波在地下幾十公裏處的變化是壹種全球現象，只是深度不同。壹般在陸地下三四十公裏，海底下不到十公裏。這個界面很明顯的顯示出來了，命名為Moho Holovics曲面，簡稱Moho曲面。現在壹般用莫霍面作為殼幔分界線。
莫霍面以上的地殼由矽酸鹽礦物組成，上部巖石含鋁較多，花崗巖是其代表。下層含鎂較多，玄武巖是它們的代表。這種化學成分的差異還表現在比重、顏色等物理性質的差異上。花崗巖顏色淺，重量比玄武巖輕。玄武巖顏色深，中文翻譯為玄武巖。由於差異，地震波通過時速度不同，從花崗巖層到玄武巖層時會在地震記錄中表現出來。1923年，奧地利地震學家康拉德發現了這個界面，科學界將這個界面命名為康拉德面。
莫霍面以下，靠近地殼的地幔上緣，也是由矽酸鹽礦物組成，但含鎂較多，比重較大。橄欖巖是它的代表，它和地殼中的巖石壹樣堅硬。
再往深裏說，是不是也是這樣？科學家在分析了地震波帶來的信息後，經過幾十年的積累，確定在地幔上部存在壹個地震波傳播速度變慢的“低速帶”。對這種現象的解釋是，雖然這裏的巖石仍然是固體，但它們是可塑的，即它們可以在不破裂的情況下改變形狀，這壹層被稱為“軟流圈”。
所以分布在地幔上緣的巖石厚度也是有限的。現在人們常把它和上地殼壹起稱為巖石圈，也有人把地殼作為巖石圈的代名詞。軟流圈的厚度也是有限的，其邊界也不是那麽清晰明確。軟流圈內部是堅硬的巖石。
近年來，對地球內核，尤其是內核的分析和探索取得了重要進展。中國學者宋曉東與美國同事合作，利用地核的穿透波，發現了內核相對於外核和整個地球在旋轉。它的運動速度在地面上的投影是板塊運動的幾十倍。這壹結果對解釋地球電磁場的成因和變化具有重要意義。
科學鉆探:共同為地球鉆孔
地震波可以穿透地心，獲得地球的精細結構，但所有關於地球密度、溫度、成分的結論都是從地震波的波速間接計算出來的。要獲得直接證據，必須從地下取巖樣，即需要科學鉆探。同時，通過鉆探工程實踐，還可以在地面上畫出“裂縫”，將探測器送入地心。
科學鉆探始於20世紀60年代美國提出的深海鉆探計劃(DSDP)。它和人類登月計劃被視為20世紀60年代人類的兩大壯舉。1985 65438+10月，美、英、法、德等國拉開了“ODP”的序幕。1995，德國與NSF簽署合作備忘錄，決定建立ICDP。經國務院1995批準，中國還加入了國際深海鉆探計劃(ICDP)。從65438年到0996年，中、美、德正式成為ICDP的三個成員。
中國的鉆井工程引起了全世界的關註。它是國際大陸鉆探組織資助最高的項目之壹，也是亞洲第壹個科學深鉆。鉆探地點選在蘇北東海縣茅北鎮，因為這裏位於世界上最大的超高壓變質帶。
所謂超高壓變質帶，是指十億年前，由於地殼運動，原本在地表的巖層潛到地幔深處，在高溫高壓作用下變質，然後在短時間內從地下回到地面。這壹特殊巖層的發現被認為是板塊理論提出以來地球科學研究領域的重大突破之壹。中國將用三年時間鉆探這口5000米深的研究井。
由深部鉆探技術和地球物理遙測技術組成的科學鉆探工程，被譽為“伸向地球的望遠鏡”。大陸科學鉆探工程在認識自然、探索未知領域方面的重要性不亞於載人航天，是當代地球科學中劃時代的系統工程。