用地震看穿地球

两种地震波

地震时，有两种波穿过地球内部。P 波是推挤波，像声音一样一压一松地前进，跑得快，能穿过固体和液体。S 波是摇摆波，让岩石上下左右地晃动，跑得慢一些，而且只能穿过固体。

世界各地的地震仪记下它们到达的时刻，地震学家就能反推出它们一路上走过了什么。

地球剖面示意 · 地震波射线按简化的 PREM 模型计算

弯弯的路线

地球越深处，岩石被压得越紧、变得越坚硬，地震波跑得越快。所以波不走直线，而是一路弯向地面，像一道道弧线。

离地震越远的地震仪，收到的是钻得越深的波。

S 波消失了

1906 年，英国地质学家理查德·狄克逊·奥尔德姆发现，离地震很远的地方，有些波没有按时到来，由此推断地球有一个核。后来人们弄明白：在离地震超过大约 100° 的地方，收不到直接到来的 S 波。

最简单的解释是：地球深处有一层液体，挡住了只能在固体里走的 S 波。这就是液态的外核，从地下约 2,900 公里开始。

P 波的影子

P 波能穿过液体，可它一进入外核就突然变慢，被折弯，像光进入水里一样。结果在离地震大约 104° 到 140° 之间的一圈地方，几乎收不到直接到来的 P 波，这叫阴影区。

红色：穿过地幔的 P 波 · 橙色：穿过外核的 P 波

莱曼的内核

1936 年，丹麦地震学家英厄·莱曼注意到，阴影区里其实还有一些微弱的 P 波。如果地核从里到外都一样，它们不该出现。

她提出：液态外核里面还藏着一个内核，P 波在那里又跑快了，被折进了阴影区。几年后，其他地震学家证实了她的发现；又过了几十年，人们才确认内核是固体。内核的半径大约 1,220 公里，差不多是月球半径的七成。

蓝色：穿过内核的 P 波，落在阴影区里