《1909 年 10 月 8 日的地震》
同一場地震的兩次到達,揭示出地球內部一道隱藏的「地板」——地殼與地函的分界。
從一場地震的顫動裡,一位克羅埃西亞科學家找到了地球內部一道隱藏的「地板」——以及一種無需開挖、便能為地球做「透視」的方法。
核心想法
地震一搖,便把波送入地下的岩石。莫霍洛維契奇在記錄裡注意到一件怪事:遠處的儀器把第一下震顫感受了兩次——本該只有一下,卻出現了兩下脈衝。
能把一下脈衝劈成兩下的,只有一道地下的陡然界面。一下脈衝走的是上層岩石的直路;另一下則潛入下方,抵達一個波速快得多的岩層,沿著它橫向疾馳,再爬回地表——而過了某個距離,這條「繞路」竟反而先到。由這些到達時間,莫霍洛維契奇推算出界面大約在 50 公里深處。它,正是地殼的底、地函的頂。
它是如何誕生的
1909 年 10 月 8 日,一場強烈地震襲擊了札格雷布以南的庫帕河谷。莫霍洛維契奇主持著這座城市那間簡樸的氣象與地震觀測台,他著手收集這場地震在全歐洲各台站留下的地震圖。
把它們一比對,他看見了那「雙重到達」——而他沒有把它當作雜訊打發掉,反而一路追了下去。他意識到,第二條波,必定是一條曾探入更深、更快岩層並反超了第一條的波。從到達時間倒推,他重建出界面上下的波速,以及那條分界線的深度。這道界面後來被命名為莫氏不連續面;地質學家則乾脆稱它「莫霍面」。
它為何重要
沒有人能一路挖到地函——人類鑽過最深的鑽井,也不過刮破了地殼一層皮。莫霍洛維契奇卻表明:地震,就是我們手邊現成的探針——只要為它的波計時,你便能讀出一個你永遠見不到的世界的層次。此後關於深部地球的每一項發現——熔融的外核、固態的內核、在海溝處下沉的洋底板片——用的都是同一招。
一個可以想像的畫面
想像兩名跑者要穿過一片田野,奔向遠處的一扇門。一人徑直跑過草地。另一人則繞到一旁一條飛快的跑道上,沿著它衝刺,再切回門口。距離短時,直跑的那位贏;距離長時,跑道衝刺的那位先到。衝刺者開始領先的那個確切距離,告訴你那條快跑道有多遠——而在地下,這正對應著界面有多深。
它的位置
上一代地質學家,幾乎只憑地表的岩石來爭論地球內部,承自萊爾《地質學原理》的傳統。莫霍洛維契奇卻遞給他們一件能徑直看穿地球的儀器。他這道界面,是用此法找到的第一道;貝諾·古登堡於 1913 年定位出核函邊界,英厄·萊曼於 1936 年定位出內核。同樣的波之計時,後來也幫助追蹤洋底的下沉與擴張——魏格納漂移的大陸、赫斯擴張的洋盆,二者都在本館另有專篇。