Je všeobecně přijímáno, že vnitřek Země se skládá z několika vrstev: kůry, pláště a jádra. Vzhledem k tomu, že kůra je snadno přístupná, vědci byli schopni provádět praktické experimenty k určení jejího složení; studie o vzdálenějším plášti a jádru mají omezenější vzorky vzorků, takže vědci také spoléhají na analýzy seismických vln a gravitace, stejně jako na magnetické studie.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Vědci mohou přímo analyzovat zemskou kůru, ale při zkoumání vnitřku Země se spoléhají na seismické a magnetické analýzy.
Laboratorní experimenty na skalách a minerálech
Tam, kde byla kůra narušena, je dobře vidět vrstvy různých materiálů, které se usadily a zhutnily. Vědci rozpoznávají vzory v těchto horninách a sedimentech a mohou hodnotit složení hornin a další vzorky odebrané z různých hloubek Země během rutinních výkopů a geologických studií v EU laboratoř. Centrum pro základní geologické průzkumy Spojených států strávilo posledních 40 let hromaděním skalního jádra a úložiště řízků a zpřístupňováním těchto vzorků ke studiu. Horninová jádra, což jsou válcovité úseky vynesené na povrch, a odřezky (částice podobné písku) jsou uchovány pro potenciální re-analýzu, protože zlepšující se technologie umožňuje podrobnější studium. Kromě vizuálních a chemických analýz se vědci také snaží simulovat podmínky hluboko pod zemskou kůrou zahříváním a mačkáním vzorků, aby zjistili, jak se za těchto podmínek chovají. Více informací o složení Země pochází ze studia meteoritů, které poskytují informace o pravděpodobném původu naší sluneční soustavy.
Měření seismických vln
Je nemožné vrtat do středu Země, takže se vědci spoléhají na nepřímé pozorování lhaní hmoty pod povrchem pomocí seismických vln a jejich znalostí o tom, jak tyto vlny cestují během a po zemětřesení. Rychlost seismických vln je ovlivněna vlastnostmi materiálu, kterým vlny procházejí; tuhost materiálu ovlivňuje rychlost těchto vln. Měření času potřebného k tomu, aby se určité vlny dostaly k seismometru po zemětřesení, může naznačovat specifické vlastnosti materiálů, se kterými se vlny setkaly. Pokud vlna narazí na vrstvu s jiným složením, změní směr a / nebo rychlost. Existují dva typy seismických vln: P-vlny nebo tlakové vlny, které procházejí jak kapalinami, tak pevnými látkami, a S-vlny, nebo smykové vlny, které procházejí pevnými látkami, ale ne kapalinami. P vlny jsou rychlejší z těchto dvou a mezera mezi nimi poskytuje odhad vzdálenosti k zemětřesení. Seismické studie z roku 1906 naznačují, že vnější jádro je kapalné a vnitřní jádro je pevné.
Magnetické a gravitační důkazy
Země má magnetické pole, které může být způsobeno buď permanentním magnetem, nebo ionizovanými molekulami, které se pohybují v kapalném médiu ve vnitřku Země. Permanentní magnet nemohl existovat při vysokých teplotách ve středu Země, takže vědci dospěli k závěru, že jádro je kapalné.
Země také vlastní gravitační pole. Isaac Newton pojmenoval koncept gravitace a zjistil, že gravitace je ovlivněna hustotou. Byl prvním, kdo vypočítal hmotnost Země. Pomocí gravitačních měření v kombinaci s hmotou Země vědci zjistili, že vnitřek Země musí být hustší než kůra. Porovnáním hustoty hornin 3 gramy na kubický centimetr a hustoty kovů 10 gramů na kubický centimetr na Zemi průměrná hustota 5 gramů na kubický centimetr umožnila vědcům určit, že střed Země obsahuje kov.