地球，这位在宇宙中行走了大约45亿年的“老寿星”，从孕育最初的生命体—细菌开始，见证了无数生命的繁华与寂灭。如今，到了“人类世”，她似乎有些“水土不服”——气候波动、物种加速灭绝。是时候像老中医一样，为她进行一次全面的“健康体检”了。本文将借用中医“望、闻、问、切”四诊法，带您一起探寻地球的“健康状况”。
1.“望诊”地球
“望诊”地球，就是通过观察地球的“气色”与“形貌”判断内部状态。我们如何“望”呢?可以由远及近、由宏至微进行观察(图1a)，具体如下：
(1)远观其势
借助太空中的“眼睛”—卫星遥感，我们能一览地球全貌，看大气流动，预测气候变化，尤其是具有较强破坏力的台风(图1b);还可以看到世界屋脊—青藏高原的雄伟，它是印度板块持续北进与欧亚大陆碰撞，特提斯洋消亡和诸多地体“汇聚”而成的拼贴体，高原上绵延上千千米的缝合带是古老特提斯洋消亡的印迹。
(2)近察其形
乘坐飞机、飞艇和气球等用航空遥感细看，地球的细节扑面而来：如“巨大的屏幕”般横贯东西连绵起伏的喜马拉雅山脉(图1c)、如“伤疤”般的深大断裂、洁白如雪的冰川、如“红疹”般突兀的火山(图1d)、如“地毯”般柔和的草原、如“银镜”般耀眼的沙漠等。这些不同的形貌指示了地球不同的环境。巍然耸立的山脉指示挤压环境，深大断裂则指示地壳被拉裂。冰川意味着寒冷;火山和熔岩是地球内部岩石高温熔融的杰作。绿意盎然的草原指示着气候温暖湿润;广袤如银的沙漠则是气候干旱的象征。
(3)精测其变
用全站仪这类“尺子”，可以精确测量地面沉降量、地震灾害导致的地表抬升和错断距离、河流阶地的位移量等;还能监测大坝、桥梁和边坡等的变形行为，提供预警信息，从而预防和减轻地质灾害的影响，保障人们的生命财产安全。
图1 “望诊”地球
(a)“望诊”地球的不同手段;(b)卫星观测的台风;(c)航空拍摄的喜马拉雅山脉;(d)地球上的“红疹”—火山(图片来源https://yandex.com/images/);(e)显微镜下的云母鱼构造;(f)显微镜下的雪球构造。
(4)微视其质
我们用放大镜和显微镜嵌入岩石的微观世界，观察它的矿物组成和显微变形，如同查看地球的“细胞组织”。我们用放大镜可以看到具有玻璃光泽和贝壳状断口的石英、闪闪发光的片状云母等;在显微镜下深入观察，可以看到舞动的“云母鱼”构造(图1e)、如滚雪球似的雪球构造(图1f)等。
2.“闻诊”地球
“闻诊”地球，是通过聆听地球的“呼吸”和嗅地球的“气味”来判断地球的状态，也即通过“听其声”、“嗅其味”来判诊(图2)。
图2 “闻诊”地球
上图：健康的地球，气味是清新的;下图：生病的地球，会发出刺鼻的警告
(1)听其声
声音是由物体振动产生的一种机械波，这种波遍布在地球的里里外外。地球温和时，我们能听到微风抚摸大树和小草时的沙沙声，还能听到溪水流动的潺潺声。当地球暴躁时，它会爆发内部的能量发出“呐喊”，例如，地震发生时产生的巨大声响、火山喷发时的爆炸声和喷涌声(图2)、山谷中泥石流即将到来时的轰鸣声、沙尘暴来临时的蜂鸣声和隆隆声、台风的呼啸声、龙卷风的轰鸣声、海啸的撞击声等。
(2)嗅其味
用鼻子嗅一嗅地球，会闻到什么味儿呢?有各种花朵的花香味(如玫瑰花、茉莉花、栀子花等)、水果的果香味(如苹果、芒果、百香果、榴莲等)、香料的香味、青草的清香味(图2);还有下雨时大地散发的“土腥味”。这些都是健康的味道。当地球“不适”时，味道就变了。海洋的腥臭，是水体富营养化的“警告”;刺鼻的硫磺味(臭鸡蛋味)，是火山这位“地球的内火”正在“上火”的明确信号(图2)，这犹如人体内火旺盛发出的口臭味。
3.“问诊”地球
“问诊”地球，犹如在翻阅地球的“病历本”—地层和岩石。我们如何破译这本“古老的病历”呢?
地球科学家通过放射性同位素测年技术、构造变形分析技术、地球化学分析测试技术等解读它的“身体语言”，告诉我们大约45.4亿岁高龄的地球经历过的多姿多彩、沧海桑田的故事。通过地球科学家的解读，我们知道了地球上现今的大陆在距今大约8亿年前是连在一起的，地质学家称之为罗迪尼亚超大陆，之后经历过多次分分合合，才发展成现今的形貌。加拿大魁北克省微生物化石群落的发现告诉我们，地球上的生命出现在距今大约37.5亿至42.8亿年前[1]。在大约5.42亿年以前，节肢动物、腕足动物、海绵动物、脊索动物等一系列与现代动物形态相似的动物在地球上“集体亮相”。在距今大约4.4亿年、3.6亿年、2.52亿年、2亿年前和6600万年前经历了5次大灭绝。现今，随着极端气候频发和环境变迁，大量物种已灭绝。因此，保护地球环境，减缓气候变化和物种消亡速率，是我们每个人的使命。
4.“切诊”地球
切诊，是指通过触摸患者手腕部的桡动脉，感知脉搏的跳动情况，以判断体内气血的盛衰和脏腑的功能状态。什么是地球的“脉搏”呢?地核通常被称为地球的“心脏”，直接和间接连通地球“心脏”的路径，皆可称为地球的“脉搏”，包括深大断裂、洋中脊、俯冲带和火山通道等。这些都是连接地球不同圈层的主要通道，可以看作是地球的“经脉”和“动脉”。我们怎么给地球“切脉”，感知地球内部的活动状态呢?
要感知地球内部的跳动，就要借助于诸多精密仪器，例如分布式光纤传感器、温盐压仪、流速计和压力计等水文传感器，重力仪、磁力仪、地震仪、应力仪和应变仪等大地测量和地球物理传感器，井下长期观测系统以及海底观测网(图3)等。这些精密仪器就像是地球内部的“听诊器”，能够监测到地球内部的温度、压力、重力、磁力、应力和应变等各种参数的变化，为诊断地球健康状况提供可靠的资料支撑。海底观测网如同为地球铺设的“经络传感系统”，实时监测其“脉搏”(图3)，了解地球的内部状态，拓展了人们对地球内部行为的认知。例如，通过井下长期观测，我们发现海水可以渗透到海底以下2500m的岩石中;还发现地球除了通过“怒吼”释放内部能量引起地震，还会相对安静地通过低频震颤(low-frequency tremors，简称LFTs)和极低频地震(Very-Low Frequency Earthquake，简称VLFE)等发生慢速滑移。
图3 “切”诊地球(图片来源：免抠素材网)
5. 小结
通过这次“望、闻、问、切”，我们深知地球这位“老寿星”有坚强的一面，也有脆弱的一面。我们虽还未完全掌握她所有的“病因”，但正如医学的进步一样，随着量子传感、人工智能和行星科学的发展，我们诊断地球的“医术”正飞速提升。这次“体检”不仅是为了了解她，更是为了提醒我们自己：人类是地球生命共同体的一部分，守护她的健康，就是守护我们自己的未来。
参考文献
[1] 最新研究证实: 地球生命起源时间至少提前3亿年.百家号.2022-04-17
[2] Becker K, Davis E E. A review of CORK designs and operations during the Ocean Drilling Program[C]//Proc. IODP| Volume. 2004, 301: 2.
[3] Solomon E A, Becker K, Kopf A J, et al. Listening down the pipe[J]. Oceanography, 2019, 32(1): 98-101.
[4] Araki E, Saffer D M, Kopf A J, et al. Recurring and triggered slow-slip events near the trench at the Nankai Trough subduction megathrust[J]. Science, 2017, 356(6343): 1157-1160.
作者简介：吴婵，女，1985年10月，汉族，博士研究生学历，广州海洋地质调查局，高级工程师，从事构造地质学研究。
本文由中国地质调查局项目(编号DD20240090和DD20221712)资助。
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