Общоприето е, че вътрешността на Земята се състои от няколко слоя: кора, мантия и ядро. Тъй като кората е лесно достъпна, учените могат да извършват практически експерименти, за да определят нейния състав; проучванията върху по-отдалечените мантия и ядро имат по-ограничени възможности за проби, така че учените също разчитат на анализи на сеизмични вълни и гравитация, както и магнитни изследвания.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Учените могат да анализират земната кора директно, но разчитат на сеизмични и магнитни анализи, за да изследват вътрешността на Земята.
Лабораторни експерименти върху скали и минерали
Там, където кората е нарушена, е лесно да се видят слоеве от различни материали, които са се уталожили и уплътнили. Учените разпознават моделите в тези скали и утайки и те могат да оценят състава на скалите и други проби, взети от различни дълбочини на Земята по време на рутинни разкопки и геоложки проучвания в лаборатория. Основният изследователски център на Геологическото проучване на Съединените щати е прекарал последните 40 години в натрупване на ядро на скали и хранилища на отсечки и предоставянето на тези проби за проучване. Скалните ядра, представляващи цилиндрични секции, извадени на повърхността, и изрезки (подобни на пясък частици) се съхраняват за потенциален повторен анализ, тъй като подобряването на технологията позволява по-задълбочено проучване. В допълнение към визуални и химични анализи, учените също се опитват да симулират условия дълбоко под земната кора чрез нагряване и изстискване на проби, за да видят как се държат при тези условия. Повече информация за състава на Земята идва от изучаването на метеорити, които предоставят информация за вероятния произход на нашата Слънчева система.
Измерване на сеизмични вълни
Невъзможно е да се пробие до центъра на Земята, така че учените разчитат на косвени наблюдения на лъжата на материята под повърхността чрез използване на сеизмични вълни и тяхното знание за това как тези вълни се движат по време и след земетресение. Скоростта на сеизмичните вълни се влияе от свойствата на материала, през който преминават вълните; твърдостта на материала влияе върху скоростта на тези вълни. Измерването на времето, необходимо на определени вълни да стигнат до сеизмометър след земетресение, може да покаже специфични свойства на материалите, които вълните са срещнали. Когато вълната срещне слой с различен състав, тя ще промени посоката и / или скоростта. Има два вида сеизмични вълни: P-вълни или вълни под налягане, които преминават през течности и твърди вещества, и S-вълни, или срязващи вълни, които преминават през твърди тела, но не и течности. P вълните са по-бързите от двете, а пролуката между тях дава оценка на разстоянието до земетресението. Сеизмичните изследвания от 1906 г. показват, че външното ядро е течно, а вътрешното ядро е твърдо.
Магнитни и гравитационни доказателства
Земята притежава магнитно поле, което може да се дължи или на постоянен магнит, или на йонизирани молекули, които се движат в течна среда във вътрешността на Земята. Постоянен магнит не може да съществува при високите температури, открити в центъра на Земята, така че учените стигнаха до заключението, че ядрото е течно.
Земята притежава и гравитационно поле. Исак Нютон даде име на концепцията за гравитацията и откри, че гравитацията се влияе от плътността. Той е първият, който изчислява масата на земята. Използвайки гравитационни измервания в комбинация с масата на Земята, учените установили, че вътрешността на Земята трябва да е по-плътна от кората. Сравняване на плътността на скалите от 3 грама на кубичен сантиметър и плътността на металите от 10 грама на кубичен сантиметър със земната средната плътност от 5 грама на кубичен сантиметър позволи на учените да определят, че центърът на Земята съдържа метал.
