揭开地狱的神秘面纱

但丁曾经安然无恙地在14世纪的地狱中漫游，但若是这位谦谦君子能拜访现代科学的地狱，恐怕瞬间就要化为蒸气，烟消云散了。对神学家来说，地狱已经从一个地点变成了一种状态。但是，当宗教的目光转向天堂之时，科学却垂下了视线。古代神学关注的是撒旦的王国，如今却已经变成了现代科学对地球内部的兴趣。

地下世界一直都吸引着人类的想象力，其中最古老的一些想法来自地中海的哲学家，他们认为地球深处燃烧着熊熊火焰。这样的想法有着地理上的原因：地中海盆地恰好是地壳薄弱带，那里的岩石充满裂缝，火山不断喷出烟雾和岩浆。所以，很多古代思想家都会把地震、火山与无法想象的炙热深渊联系起来，那里显然适合被驱逐的灵魂。在埃特纳火山附近晒日光浴的哲学家一定很容易就能想象出地狱的情形。36

在亚里士多德为古代的自然思想盖棺定论之前，人类就已经描绘出了那片放弃希望的土地。其中有些观点在各种描绘里都占主流，比如冥河里主要是火、风和混乱。亚里士多德想象地球是空心的，里面充满了燃烧的火焰。卢克莱修则认为地球内部是相对于地表世界的黑暗复制品，有黑暗的河流、峡谷、峭壁、洞穴，在那儿，咆哮的风会从岩石中撞出火焰。塞涅卡认为火山是被禁锢在地下的风逃逸出来时产生的，这些风吹过岩石，点燃了煤矿和硫磺。风神埃俄罗斯便生活在火山遍布的埃奥利群岛之下，他释放出的风吹动了地狱之火。37

地球内部的深处足够恐怖，因此完全能满足旧神学的需要。地狱的观念不断成长，直到所有的欧洲农民都熟悉了冥河渡船夫卡隆的土地——这块土地让他们惶恐不安。但在那之后，这个神学王国便慢慢冷却了，恶鬼的啼哭声再也不会从地球内部传出来折磨人了。20世纪，人们对神话中的地狱并无兴趣，但这块迄今为止都是保留给罪人的地方，却引起了现代科学家的思考，他们有关地球内部的结论有些是非常有趣的。

地质学家还没有找到“轻松下到阿维尔努斯”的办法。38但在黑暗中摸索了几十年后，他们现在终于看到了希望。蛋壳上的细菌永远无法知道鸡蛋内部的运作机制，人类正是这种地壳上的细菌，但幸运的是，他们是有理性和想象力的细菌。这让他们有能力挖出一条隧道，通往被埋藏的真相。

看不见的敌人是最难战胜的，所以没有什么问题比地球隐藏的心脏更令人费解了。种种猜测像刺刀一样，屹立在科学发展的前沿。到18世纪，法国的杰出数学家拉普拉斯摧毁了古代的观念，在地球内部被风扫荡的空洞里填进了液态的岩石。他认为地球是液态的球体，具有一层很薄的地壳。有些现代科学家在对这种说法加以修改后接受了它，但当时绝大多数科学家都认为地球本质上整个儿都是固态的。

人类在地球上钻过很多洞，与地球的半径比起来，这些洞不过是针刺一般，但这样的深度也足够说明问题了。每个洞都是打得越深，温度就越高，平均而言，深度每增加60英尺，温度会升高1华氏度。39目前为止最深的洞打到了地表之下6英里的深处40，在这个深度以下是否还继续保持这一升温速率，就没有人知道了，但从火山的温度来看，这个速率很可能是会继续保持的。如果它确实保持下去的话，在地下相对较浅的位置，温度就足以高到熔化科学已知的任何物质了。所以，如果我们假定地下的温度持续升高，而其他条件并无改变，那地壳下面的岩石肯定应该已经变成炽热的液体了。

有些学者认为，在地表以下50英里以内的范围内存在某种液体基质，包围着整个地球。有显著的事实支持这种说法：大陆主要是由花岗岩这样的轻岩石构成的，洋底及火山岛则是由被称作玄武岩的重岩石构成的。地质史上最大的熔岩流通过地壳裂缝，把玄武岩从地下世界带到了地表。这些事实表明，大洋和大陆都位于一层共同的玄武岩之上，大陆之所以海拔较高，是因为它们是由更轻的材料构成的，重力把它们和原来的物质分开。大陆就像漂浮在玄武岩之海上的冰山。

但丁笔下的地狱世界

埃特纳火山喷发后所形成的圆锥形火山口。埃特纳的意思是“我燃烧了”，这座火山喷发十分频繁，自2007年以来已经造成近100万人伤亡

冥河渡船夫卡隆之舟，西班牙画家何塞·吉尔（1858—1937）

如果地球有这样的地基，那它本身很可能也是极易被破坏的。地质学家已经发现了大量证据来证明这一点。他们读过地面的漫长苦难史，研究过山脉上的褶皱，看过地球母亲的累累伤痕。它的地壳一块块地顺着大裂谷沉没下去，其中一处塌陷正是现在的红海。旅行者站在冰川国家公园的一座高峰上四下环视，能看到惊人的美丽与宁静。但这种美丽与宁静是从苦难和辛劳之中诞生的。那些山脉都曾是海底的泥土，后来它们硬化，隆起，被水和冰雕塑成形，推到它们现在的位置——它们至少被向西推动了7英里。对训练有素的眼睛来说，大地上那些愈合不良的疤痕十分清晰。显而易见，地球曾经遭受过许多苦难。

尽管地壳薄弱，但地球整体十分牢固，实际上，它是如此之牢固，以至很多科学家都无法接受“液体基质”这个概念。由于地壳施加的巨大压力，地球内部的物质得到了强化，可能因而产生了防止地球变形的内部阻力。实验证明，如果不允许体积增加，绝大部分岩石不可能从固态转变为液态，而如果压力足够高，能够阻止岩石膨胀的话，那么不管温度如何，它都会一直保持固态。炙热的物质在地表会迅速液化，但在地层深处的压力之下会一直保持固态，这是地球物理学的未解之谜之一。这样的炙热物质可能像固态岩石一样呈晶体状，也可能像液体一样呈无定形态，没有人知道它们到底呈现何种形态。在突如其来的压力之下，它必定有弹性和刚性，但在长期的压力作用下也可能具有塑性。专家认为，地球作为一个整体，呈现弹性刚体状态。

放射性矿物构成了地下世界的熔炉，有些人认为地球基质会在它们的作用下有规律地从液体转变成固体。最著名的放射性元素有两种：钍和铀。它们是自然界中非常不稳定的两种元素，会由于原子的衰变而不断发生变化，由一种形式转化为另一种形式，最终衰变成铅。在衰变中，它们会放射出射线，同时产生热量。这些元素不受热和压力的影响。事实上，还没有发现任何因素能改变它们的衰变速率或衰变特征。它们在整个大自然中卓然独立，完全不受外界影响。这些元素广泛分布在岩石中，几乎构成了持续不断的热源。因此，我们现代的地球不是由良好的愿望铺就的，造就它的是放射性矿物。

世界上最深的洞，深入地下12261米，这一纪录是由苏联在科拉半岛上的SG3井保持的

从卫星看到的大地表面。经过长期的地壳运动以及河流的侵蚀，已经变得伤痕累累

因地壳断裂或火山喷发奔涌的岩浆

爱尔兰物理学家乔利41假定，地壳下存在着一层坚固的玄武岩基质，由于固态岩石的导电性很低，放射性热量无法散发出去，会逐渐积累起来，被基质所吸收，基质因而会周期性地转化为液体。这样，在产生足够的热量之后，之前固态的玄武岩就会变成液体，并体积膨胀，从而导致海洋盆地上升，海洋因而侵入大陆。之后，由于液体基质的热对流作用，热量迅速散发，玄武岩再次凝结收缩，导致海洋盆地下沉。这时，海洋退离陆地，大陆被沉陷的海沟不断挤压，引起山脉上升，从而又开始了新一轮热量积累的循环往复。这个理论为地球历史上主要事件的周期性提供了一个巧妙的解释，但它只是个理论而已。没有人能知道在过去的漫漫岁月里地球上曾经有过多少液态岩石，也没有人能确定现在地球上的液态岩石含量。科学家能够确定的是：无论地球内部是液态还是固态，它现在绝对都是坚硬的。

每个小学生都听说过哥伦布竖鸡蛋的故事，但恐怕没有多少人听说过开尔文男爵与鸡蛋的故事。42开尔文男爵提出，液态的地球将无法沿其自转轴进行旋转，这一观点的提出比他的同事们要早整整半个世纪。当时他用一个煮熟的鸡蛋和一个生鸡蛋做了演示，熟鸡蛋的内部是硬的，可以旋转自如，但生鸡蛋里的液体却不肯旋转起来。

开尔文男爵进一步指出，如果地球内部是液态的，那么太阳和月亮引起的海洋潮汐也将作用于地球本身，日月运行将引起地壳的升降。诚然，地球没有被潮汐玩弄于股掌之间，但是后来，迈克尔逊和盖尔设计了现代科学中最聪明的实验之一，证明了地壳中确实存在微弱的潮汐。他们在地下埋了500英尺长、6英尺深的管子，管子里装满水，将两端密封，通过精密的测量方法观测管子中的水位。结果证明，地壳潮汐的应力使得管子略微倾斜，造成了水位变化。对倾斜角度的计算表明，太阳和月亮的引力确实对地球产生了一点作用，但也只有一点点罢了。地球实际的潮汐大约是假设地球内部是液态时的潮汐的十分之三。

地球不是什么轻盈的小仙女，它的体重比同体积的水的五倍还大。由于它的岩石外壳的重量不超过同体积水重量的三倍，显然它的内核肯定要重好几倍。地球内外层之间存在着重量差别，这可以用“所有已知物质都可以被压缩”这一事实加以解释。压缩使物质的密度增大，也就变得更重了。人们认为，地球的内核至少和铁一样重。

地球的分层颇为粗糙。地表的花岗岩融进了下边较重的玄武岩基质，后者又因此陷入了它下边更重的物质里。地核被认为是由铁镍合金构成的，它承受了巨大的压力，密度也因此增加。落到地球上的陨石则大部分都是由铁构成的：或许它们是其他世界的组成材料。

现代地狱的分层并不像但丁地狱的伦理分层那样清晰。由于物质的密度随着深度逐渐增加，上一层会融到下一层当中去。人们已经描述了三个分层：外层岩石圈包括地壳和基质层，中间层是岩石和铁的混合区域，内核则是主要成分为铁的地核层。这些分层符合我们已知的宇宙学、天文学、地球物理学和地质学的知识。当然，没人见过这些分层，它们只是推理的结果，是猜测，但研究正是从猜测开始的。

地球的分层可能需要一定的流动性，至少在地球诞生时和青少年时期需要。无论过去的真相如何，现在，压力在与温度的竞争中显然占据着上风。地壳出现裂缝时，压力在局部释放，地下的物质便会以熔岩的形式涌出地表。而平时它们是被牢牢束缚在自己的位置上的。石蜡在一个大气压下稍微加热就能流动自如，而在三万个大气压下却可以用于在钢铁中钻孔。地球的组成物质也是这样被压缩着变硬了。在现代的地狱里，没有空间可浪费。

地球已经老了，地震不断。火山喷发有时会突然改变岩层的位置，引发局部的地震。大的地震则是由于地壳过度应变导致架构全面崩溃所致。地球内部的弹性强度可以防止崩溃，直到应力积累到成了压碎岩石的最后一根稻草。然后，地球的背就被压断了，大量的地表岩石滑进了震开的大裂缝，在地面上，则传过紧张的震颤。

地球分层示意图

地震波曾摧毁过许多大城市，它们一直是最可怕的死亡使者之一。但科学也通过它们学到了新知识。波塞冬43摇动手指，颤动波便从原点穿过岩石传往四面八方，它沿着弯曲的路径穿过地球内部。它在前行的同时，还在运动路径的径向和横向发生振动。地震速度计又称作地震仪，它可以测量振动传播的速度。随着振动向下穿透地球内部，其速度会增加，这证明地球内部的弹性和硬度都在随着深度增加而增加。横向振动只能穿越坚硬的物质，换句话说，软面团做的铃铛是不会响的，而地球却像钢铁做的铃铛一样坚固。

盘古大陆。将我们目前世界地图的陆地拼合在一起，人们惊奇地发现，它们居然几乎严丝合缝。1912年，德国地质学家魏格纳提出了地壳漂移学说，认为在古生代石炭纪之前，整个世界只有一个大陆，即盘古大陆

实验观察表明，当深度增加时，地球的强度也在增加。在正常大气压下可以用铁锤砸碎的岩石，到了地球内部在成千上万吨的压力下也会变得牢不可破。所有的岩石被压缩时的强度都增加了。

地壳本身也具有一定的强度。勃朗峰的海拔超过了12000英尺，但却没有发生坍塌。确实，地壳在一侧受到强烈压力的情况下经常发生破裂、弯曲，产生褶皱，但这样的变动都要经过长期相对安静的状态之后才会发生。对整个山体系统而言，它已经稳定了很长时间。总之，地球只有不断积累压力，直到超过它能承受的强度之后才会爆发。

到目前为止，我们从对地球的早期概念出发，已经走过了漫长的路，从迷信中渐渐摸索出了对地球内部的睿智概念。但是，在黑暗的地球内部依旧潜伏着未解之谜，我们还不能肯定曾存在过的流体的作用，对今天依旧存在的流体的作用也还在争论当中。但地球的坚硬无疑已经得到了证明，有鉴于此，现代科学已经逐渐坚信固体地球的存在。

世界地震带分布图。颜色由浅入深，表示发生地震的可能性逐渐增大

所有这些知识对生存成本毫无影响，但人类的求知欲是永远存在的。科学家有着无限的耐心，并也赢得了一些小胜利：在漫长的白昼和寂寞的夜晚，在弥散着熏烟的火山口，在伤心了数月之久的实验室里，在不肯向人类屈服的大自然面前，他们慢慢开始探索地球深处的未解之谜，开始用自己的方式追随但丁的脚步——他们寻求的都是事物的真相。