通过哈勃太空望远镜，人类最远已经能够看到距离地球140亿光年的天体，人类发射的各种太空探测器已经成功造访了太阳系的七大行星，人类的足迹甚至已经印在了月球上。然而，我们对自己脚下的地球却知之甚少。
地心究竟有什么？为什么说“上天容易入地难”？让我们循着科学家的思路去探究深藏地心的秘密。
①进入地下巨型水晶洞
19世纪的著名科幻大师儒勒·凡尔纳的作品《地心游记》讲述了林登布罗克教授等人进入地心探索的故事，而今天科学家深入墨西哥地下水晶洞的探险活动，称得上是一部现代版的《地心游记》。
2007年6月，一支由地质学家带领的美国洞穴探险队，对墨西哥奇瓦瓦沙漠中的一个巨大的地下水晶洞进行了勘测。由于洞里的温度太高，湿度很大，为安全起见，探险队员们个个都是全副武装，看上去就像进行太空行走的宇航员。
为安全起见，探险队员们身穿前后缝有十数个手掌大小冰袋的背心，外面套一件醒目的橘色洞穴探险服。他们的装备还包括头盔、戴在头上的小型照明灯、可以吹出冷风的呼吸面罩，以及手套和靴子，可谓全副武装。但是，即便保护得如此严密，当队员们走进水晶洞时，仍然还是感到一股汹涌而来的、难以抵挡的热浪，他们的衣服立即被汗水湿透。为防止中暑，队员们每次进洞的时间不得超过20分钟。
进入水晶洞，只见一根根巨大的水晶柱晶莹剔透，发出透明或半透明的金属光泽，让人感觉仿佛走进了一座地下“水晶丛林”，景象极为壮观。洞中有170多根巨大的水晶柱，最大的高达15米，直径达1.2米。洞中的地面上和岩壁上还有一簇簇体积较小却同样晶莹无瑕的水晶块。
这是迄今发现的世界最大的水晶洞，位于墨西哥奇瓦瓦的奈卡山矿区地下约300米处，是石灰岩中的一个马蹄形的空穴。它是在2000年4月被一对墨西哥矿工兄弟意外发现的。
当时，他们被眼前的所见惊得目瞪口呆，立即向墨西哥采矿公司的总工程师罗伯特·冈萨雷斯做了报告。后者意识到这是一个巨大的宝藏，果断下令改变原先的挖掘计划。但即使这样，还是有几根水晶柱因有人试图移动而遭受了一定程度的损害。还有一个矿工受水晶洞里的巨大财富的诱惑，偷偷地从一个小洞潜入水晶洞，结果丧生洞里。当他的尸体被人发现时，早已被洞中热气腾腾的水蒸气烘烤得硬梆梆的了。现在，为了保护这个稀世罕有的水晶洞，人们已经在洞口安装了铁门。
奈卡山矿区是墨西哥铅银产量最大的矿区，同时也以盛产水晶而闻名。不过，虽然以前也有矿工发现过少量的小块水晶，但从没发现过如此大规模的水晶矿藏，连科学家也为之惊讶。那么，如此大规模的水晶矿藏究竟是怎样形成的呢？
在对留存在水晶内的气泡进行了仔细的研究后，科学家描绘了水晶洞形成的“时间之旅”—— 大约2600万年前，奇瓦瓦地区的火山活动开始活跃起来，奈卡山在这一过程中诞生。在奈卡山的地下约４千米处，有一个岩浆房，在巨大的地心压力下，岩浆裹挟着各种矿物质不断地从断层缝隙向上涌入矿床。大约60万年前，岩浆逐渐冷却，矿物质开始从水中沉淀出来。在适宜的温度、湿度，以及相对封闭的环境下，由矿物质形成的微小晶体越变越大，最终形成了今天人们所看到的巨大的水晶柱。
水晶洞的形成过程还反映了周围环境的变化。在水晶洞附近的其他一些洞穴里，或者因为温度不稳定，或者受其他环境条件变化的影响，只能产生一些较小的水晶矿。而水晶洞里的环境在千万年间没有发生过大的变化，洞中的温度始终保持在44摄氏度以上，湿度90%~100%。也就是说，水晶柱一直处于水汽氤氲之中（人在这样的环境中只能呆6至10分钟）。
地面上，火山爆发，冰雪覆盖，周而复始地改变着地表的面貌；而在不为人知的地底下，巨大的水晶缓慢而稳定地生长着。直到1985年，矿工们为了降低地下水位，用巨大的水泵抽水，无意中排干了洞穴中的水，这才终止了水晶的继续生长。
如今，科学家还在对这个巨大的水晶洞进行深入研究：挪威科学家从洞中提取样本进行铀钍年代测定，初步推断：最大的水晶柱已有60万年的历史；美国科学家在水晶中寻找是否有存活的微生物；意大利科学家从水晶中萃取到已有约3万年历史的花粉，由此推断：如今墨西哥的这片荒漠土地，在远古时代曾经遍布森林⋯⋯
凡尔纳的《地心游记》
《地心游记》是19世纪著名科幻大师儒勒·凡尔纳的代表作之一，讲述地质学家林登布罗克教授在一本古老的书籍里发现前人曾到过地心旅行，于是亲自去地心探险的故事。《地心游记》是人类对地心秘密猜想的经典，曾多次被搬上电影或电视屏幕。由好莱坞拍摄、于2008年上映的同名影片是最新版本。
1863年5月24日，一个星期天，住在德国汉堡的地质学家林登布罗克教授和他的侄子阿克赛尔在一本古老的书籍中发现并破解了冰岛古代练金术士萨克努赛姆留下的一段秘密文字：“勇敢的旅行者，从斯奈菲尔火山口下降，你就能到达地心。我已经尝试过了。萨克努赛姆。”
林登布罗克决定带侄子阿克赛尔前往冰岛，可后者认为到达地心是根本不可能的，因此以各种科学理论劝阻他，但他不为所动。在向导冰岛猎人汉斯的陪同下，他们三人从斯奈菲尔火山的火山口往下去。
一路上，他们遇到了许多危险，如像充满可燃气体的洞室、陡峭的石壁等。有一次，他们因为缺水而命在旦夕，幸好汉斯发现了附近的一条地下河。林登布罗克将这条地下河命名为“汉斯河”。还有一次，林登布罗克和汉斯与阿克赛尔走散了，是一种奇怪的声音让他们与数千米之外的阿克赛尔取得了联系，三人才得以重聚。他们沿着汉斯河继续下行，不知下降了多久，终于发现了一个巨大的地下世界，那里有海，有树，还有巨大的蘑菇。他们用树木做了一个筏子，在海上泛舟。教授将这个海命名为“林登布罗克海”。在海上，他们遇见了好几种史前怪兽，目睹了鱼龙与蛇颈龙的激烈战斗。他们划着筏子越过一个有着巨大间歇泉的岛屿，教授将它命名为“阿克赛尔岛”。忽然一阵电闪雷鸣，海浪冲毁了筏子，他们被海浪冲到了海的对岸。
海岸上有许多史前植物和动物，包括各种巨大的昆虫和乳齿象，海滩上还有许多白骨，甚至还有人类的头骨。他们冒险进入史前森林，看见了一个高3.6米以上的史前人类正在放牧一群乳齿象。他们不能确定在这地下深处是否真的存在着一个人类文明，也不能确定这个生物究竟是像人的猿类动物，还是像猿的人类。因为不知道这个生物是否会对他们产生敌意，他们没敢去惊动它。他们沿着海岸线继续向前，发现了炼金术士曾标出过的一条通道。遗憾的是，通道已被最近的一次塌方堵住了。由于无法通过坚硬的花岗岩，他们决定用火棉将岩石炸开。他们乘筏到海上躲避。然而，爆炸威力之大超出他们的预料，一时间天地轰鸣，海水翻腾，他们和筏子一起被卷入海水和岩浆中，感到无比惊恐和震憾。当他们惊魂甫定时，却发现已被从意大利南部的斯特龙博利火山口甩了出来。
回到汉堡后，林登布罗克教授被誉为“有史以来最伟大的科学家”，阿克赛尔与恋人重聚并成婚，汉斯回冰岛继续他平淡的生活。但林登布罗克教授还是感到有些遗憾，因为他的地心之旅由于一次意外被突然中断。
②在“地狱”的入口处
在凡尔纳的《地心游记》中，地质学家为探索地心的秘密，从斯奈菲尔火山口进入地球内部，最后又意外地被从意大利南部的斯特龙博利火山口甩了出来。现代科学告诉我们，地球内部的温度高达数千摄氏度，人不可能通过火山口进入地心。不过，的确有科学家通过研究火山，藉以探究地球内部的秘密。
马萨亚火山是尼加拉瓜境内的一座活火山，它上一次爆发在2001年4月23日——突然喷发出的少量炽热的火山灰和岩石灼伤了一名妇女的手臂，火山爆发还引发了一场大火，将停在火山口附近的几辆小轿车和旅游客车烧毁。如今，地震检波器正时刻监测着这座火山的动静。
站在马萨亚火山口的边缘向下俯看，深达600米的火山口烟雾缭绕，火山口四周的岩石犬牙交错，看上去就像一个大张着的巨兽之口，难怪16世纪的西班牙修道士把这个火山口称之为“地狱之口”。
古代尼加拉瓜人相信火山口里住着会喷吐岩浆的恶魔，为了平息恶魔的怒火，他们将少男少女投入火山口作为献祭。除了这些被迫进入“地狱之口”的牺牲者，没有人胆敢从马萨亚火山口下去一探究竟。但是，对科学家来说，火山是研究地球内部构造的一个天然实验室。自2006年起，地质学家西蒙斯带领的一个科学家小组就一直在这里进行火山观察和研究。
西蒙斯是一位登山好手，他6岁开始与父亲在山里徒步旅行，8岁时就登上了派克峰顶峰（海拔4267米），从14岁开始从事专业攀岩运动，攀登过美国西部、秘鲁和欧洲的许多巨大的冰瀑布和岩石山。在此过程中，研究地球地质也成了他的爱好之一。
1997年，西蒙斯进入美国伍兹霍尔海洋研究所，从事地质学和地球物理学研究。他从那时开始到世界各地收集火山气体样本——从南极洲的埃里伯斯火山，到意大利著名活火山埃特纳火山。2003年，西蒙斯和其他三位欧洲同行来到马萨亚火山。三位科学家将各自的研究成果综合在一起，对马萨亚火山的整体情况有了一个更为清晰的了解。他们认为，与其他火山不同，马萨亚火山喷发出的气体没有经过地下水过滤，而是通过火山系统直接排入大气的，因此其化学成分在喷出地面的过程中没有发生改变，研究这种直接来自地下岩浆房的、没有受到污染的火山气体，将有助于了解地球内部的情况，了解火山爆发如何引起气候变化，如何导致恐龙灭绝，同时还将有助于预测火山何时会再次爆发，火山灰对人类健康有什么样的影响，等等。
西蒙斯计划直接下到火山口底部采集火山气体样本，而火山专家通常则是在火山的外缘采集火山气体样本的。我们知道，火山气体来自于地球深处的地幔“高压锅”里的炽热的岩浆，浮力和压力驱使岩浆向上喷涌，在接近地面时，压力得到缓解，气体被释放出来，并开始形成泡泡，就像平时打开苏打水瓶盖时产生的现象一样。这些气体最终冲破地壳薄弱处，从火山口、海底喷气孔、间歇泉和热泉等处慢慢渗漏出来。一些大规模的猛烈的火山喷发，如欧洲大陆唯一的活火山——维苏威火山喷发，印度尼西亚火山岛上的喀拉喀托火山喷发，都是曾对地球历史产生重大影响的事件。
当气体从地壳逃逸到大气中，便立即开始发生改变，与空气中的微小粒子结合在一起，形成看得见的一片阴霾。在晴朗的天气里，火山灰云从火山口袅袅飘出，掠过火山口边缘，向四周散去。远远看去，火山就像是一堆闷燃着的巨大的篝火。
西蒙斯的目的是要在这些气体在地面散开并进入大气之前，在它们仍然保持着一定浓度的时候收集到它们。为达到这个目的，他打算直接下到冒烟的火山口底部，用便携式仪器收集气体样本，然后带回实验室进行研究。
西蒙斯知道他不可能将火山提起来看看下面是怎么回事，也不可能回到过去看地球形成之初是什么样子，但他认为，火山气体和火山熔岩可以提供许多线索，用以解开地球内部、地球表面、大气、海洋等的形成之谜。
各种气体从马萨亚火山口逸出，包括二氧化碳、水蒸气、二氧化硫和硫化氢等，西蒙斯感兴趣的只有一种，这就是氡气。2002年，西蒙斯被暴风雪困在南极洲一周，他正是从那时起开始考虑收集火山口氡气样本的。他说，“这是了解从地幔岩浆到地面喷发火山活动过程中缺失的一环。”
氡是一种无色无味气体，室内如果含有氡对人体是非常有害的。吸入这种气体，其放射性可增加人的致癌风险。氡气是由来自地壳和地幔中的放射性元素镭、钍等，在长期而缓慢的核衰变过程中蜕变而产生的。
西蒙斯认为可以把氡气视为大自然的“计时钟”。氡气可衰变成各种已知半衰期的同位素。例如，氡222同位素，在从岩浆房中被释放出来后，会迅速地衰变成钋218，其半衰期为3.82天，通过对氡同位素的分析，科学家就可以探知岩浆从地幔到达地面的过程和速度。西蒙斯说，如果我们不知道岩浆从地幔到达地面的时间表，那么我们对于火山活动的了解就非常有限。此外，通过火山气体从地底下喷出的速度，可获知是否有新形成的岩浆进入岩浆房，而新岩浆进入岩浆房则是火山即将爆发的一个先兆。
对于西蒙斯他们来说，下到火山口底部，最大的危险不是火山爆发，不是令人窒息的有毒火山气体，也不是因高热中暑或火山口内壁倒塌，而是在往下攀爬时，岩石松动下落，砸在下面的同伴的身上。
火山口底部是一个全然不同于地面的环境。在火山口石壁坍塌之处，被熔岩灼焦的大大小小的黑褐色岩石散落一地，小的如豌豆，大的如越野车。在火山口里，没有空气流动，也就没有风；没有植物生长，也就没有任何可以遮蔽之处。在攀登者的脚下，倾斜的地面发出嘎扎声，脚下一不小心就会打滑。“感觉就像走在滚珠轴承上。”西蒙斯的一位同事说。岩石也很锋利。“如果你不小心滑倒，也许就会摔成一块‘比萨饼’ 。”
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策划 本刊编辑部 编译 方陵生等
完整的故事，请阅读《大自然探索》杂志2009年第3期