Det er bredt accepteret, at Jordens indre består af flere lag: skorpen, kappen og kernen. Da skorpen er let tilgængelig, har forskere været i stand til at udføre praktiske eksperimenter for at bestemme dens sammensætning; Undersøgelser af den mere fjerne kappe og kerne har mere begrænsede muligheder for prøver, så forskere er også afhængige af analyser af seismiske bølger og tyngdekraft samt magnetiske undersøgelser.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Forskere kan analysere jordskorpen direkte, men de er afhængige af seismiske og magnetiske analyser for at undersøge jordens indre.
Laboratorieeksperimenter på klipper og mineraler
Hvor skorpen er blevet forstyrret, er det let at se lag af forskellige materialer, der er lagt sig og komprimeret. Forskere genkender mønstre i disse klipper og sediment, og de kan evaluere sammensætningen af klipper og andre prøver taget fra forskellige dybder på jorden under rutinemæssig udgravning og geologiske undersøgelser i lab. United States Geological Survey Core Research Center har brugt de sidste 40 år på at samle en stenkerne og stiklinger og opbevare disse prøver til undersøgelse. Stenkerner, som er cylindriske sektioner, der føres til overfladen, og stiklinger (sandlignende partikler) opbevares til potentiel re-analyse, da forbedring af teknologien giver mulighed for mere dybtgående undersøgelse. Ud over visuelle og kemiske analyser forsøger forskere også at simulere forhold dybt under jordskorpen ved at opvarme og klemme prøver for at se, hvordan de opfører sig under disse forhold. Flere oplysninger om Jordens sammensætning kommer fra at studere meteoritter, som giver information om vores solsystems sandsynlige oprindelse.
Måling af seismiske bølger
Det er umuligt at bore til midten af jorden, så forskere stoler på indirekte observationer af liggende materie under overfladen ved hjælp af seismiske bølger og deres viden om, hvordan disse bølger bevæger sig under og efter en jordskælv. Hastigheden på seismiske bølger påvirkes af egenskaberne af det materiale, bølgerne passerer igennem; materialets stivhed påvirker hastigheden af disse bølger. Måling af den tid det tager for visse bølger at komme til et seismometer efter et jordskælv kan indikere specifikke egenskaber for de materialer, som bølgerne stødte på. Hvor en bølge støder på et lag med en anden sammensætning, vil den ændre retning og / eller hastighed. Der er to typer seismiske bølger: P-bølger eller trykbølger, der går gennem både væsker og faste stoffer, og S-bølger eller forskydningsbølger, der går gennem faste stoffer, men ikke væsker. P-bølger er den hurtigste af de to, og afstanden mellem dem giver et skøn over afstanden til jordskælvet. Seismiske undersøgelser fra 1906 indikerer, at den ydre kerne er flydende, og den indre kerne er fast.
Magnetisk og tyngdekraftsbevis
Jorden har et magnetfelt, som kan skyldes enten en permanent magnet eller ioniserede molekyler, der bevæger sig i et flydende medium i jordens indre. En permanent magnet kunne ikke eksistere ved de høje temperaturer, der findes i midten af jorden, så forskere har konkluderet, at kernen er flydende.
Jorden har også et tyngdefelt. Isaac Newton gav begrebet tyngdekraft et navn og opdagede, at tyngdekraften er påvirket af densitet. Han var den første til at beregne jordens masse. Ved hjælp af tyngdekraftsmålinger i kombination med jordens masse besluttede forskere, at det indre af jorden skal være tættere end skorpen. Sammenligning af stenes densitet på 3 gram pr. Kubikcentimeter og metaldensiteten på 10 gram pr. Kubikcentimeter med jordens gennemsnitlig densitet på 5 gram pr. kubikcentimeter gjorde det muligt for forskere at bestemme, at jordens centrum indeholder metal.