Μια αφθονία ισχυρών δυνάμεων βρίσκεται κάτω από τον φλοιό της Γης που μπορεί να προκαλέσει σεισμούς, να δημιουργήσει πολύτιμους λίθους και να εκραγεί λάβα πάνω από την επιφάνεια μέσω ηφαιστείων. Πολλοί επιστήμονες έχουν καταβάλει μεγάλη προσπάθεια για να ανακαλύψουν τη δομή και τις συνθήκες της Γης κάτω από την επιφάνεια μέχρι τον πυρήνα του πλανήτη. Το 1913, ένας επιστήμονας με το όνομα Beno Gutenberg συνέβαλε στην επιστημονική κοινότητα με μια πρωτοποριακή ανακάλυψη σχετικά με τα εσωτερικά στρώματα της Γης.
Τα στρώματα της Γης
Το βραχώδες εξωτερικό στρώμα της Γης, στο οποίο περπατούν τα ζώα, είναι γνωστό ως φλοιός ή επιφάνεια της Γης και αυτό το στρώμα εκτείνεται περίπου 25 μίλια. Ακριβώς κάτω από την κρούστα βρίσκεται ο άνω μανδύας, το οποίο είναι ένα άκαμπτο στρώμα που αποτελείται κυρίως από οξυγόνο, μαγνήσιο, πυρίτιο, σίδηρο, ασβέστιο και αλουμίνιο. Κάτω από τον άνω μανδύα βρίσκεται ο κατώτερος μανδύας, στον οποίο οι θερμοκρασίες γίνονται ουσιαστικά θερμότερες. Τα στρώματα μανδύα περιέχουν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας της Γης και εκτείνονται προς τα κάτω από τον φλοιό για περίπου 1.700 μίλια. Κάτω από τον μανδύα βρίσκεται ο εξαιρετικά ζεστός πυρήνας σιδήρου-νικελίου, ο οποίος βρίσκεται περίπου 1.800 μίλια κάτω από το Η επιφάνεια της Γης, έχει ακτίνα 2.100 μίλια και χωρίζεται σε δύο τμήματα: έναν εξωτερικό πυρήνα και ένα εσωτερικό πυρήνας.
Γκούτενμπεργκ
Ο Beno Gutenberg (1889-1960) ήταν επιστήμονας και σεισμολόγος που μελέτησε τα εσωτερικά στρώματα της Γης. Τα σεισμικά κύματα προκαλούνται γενικά από εκρήξεις ή σεισμούς κάτω από το έδαφος, αλλά το 1913 ο Gutenberg παρατήρησε ότι, στις ένα συγκεκριμένο βάθος κάτω από την επιφάνεια της Γης, τα πρωτογενή κύματα επιβραδύνθηκαν δραματικά και τα δευτερεύοντα κύματα σταμάτησαν εξ ολοκλήρου. Αν και τα δευτερεύοντα κύματα μπορούν εύκολα να μεταδοθούν μέσω στερεού υλικού, τέτοια κύματα δεν μπορούν να ταξιδέψουν μέσω υγρού. Έτσι, ο Γκούτενμπεργκ κατέληξε - σωστά - ότι στο συγκεκριμένο βάθος όπου εξαφανίζονται τα δευτερεύοντα κύματα, περίπου 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια, πρέπει να υπάρχει υγρό.
Η ασυνέχεια
Επειδή τα σεισμικά κύματα άλλαξαν τη δραστηριότητά τους και τα δευτερεύοντα κύματα εξαφανίστηκαν εντελώς στο βάθος περίπου 1.8000 μιλίων κάτω από την επιφάνεια, Ο Γκούτενμπεργκ ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε ότι πάνω από αυτό το σημείο βάθους το εσωτερικό της Γης πρέπει να είναι συμπαγές, ενώ κάτω από αυτό το σημάδι το εσωτερικό πρέπει να είναι υγρό. Έτσι, ο Gutenberg καθιέρωσε μια ακριβή οριακή γραμμή - ή ασυνέχεια - που διαχωρίζει και διαιρεί τον κάτω μανδύα από τον εξωτερικό πυρήνα. Ο κάτω μανδύας πάνω από τη γραμμή Gutenberg είναι συμπαγής, αλλά ο εξωτερικός πυρήνας κάτω από τη γραμμή είναι υγρός λειωμένος. Η πραγματική περιοχή ασυνέχειας είναι μια άνιση και στενή ζώνη που περιέχει κυματισμούς πλάτους έως και 3-5 μιλίων. Κάτω από την οριακή ζώνη, ο λειωμένος εξωτερικός πυρήνας είναι πολύ πυκνότερος από τον παραπάνω μανδύα ως αποτέλεσμα της βαρύτητας ποσότητες σιδήρου που περιέχει, και κάτω από αυτό το στρώμα είναι ο εσωτερικός πυρήνας, ο οποίος αποτελείται από εξαιρετικά ζεστό στερεό νικέλιο και σίδερο.
Συρρικνώνεται
Αν και το όριο ασυνέχειας του Gutenberg μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα μετριέται περίπου 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια της Γης, αυτή η γραμμή δεν παραμένει σταθερή. Η έντονη θερμότητα στο εσωτερικό του πλανήτη διαχέεται διαρκώς και σταδιακά, γεγονός που αναγκάζει τον τετηγμένο πυρήνα της Γης να στερεοποιηθεί αργά και να συρρικνωθεί. Έτσι, η συρρίκνωση του πυρήνα αναγκάζει το όριο του Gutenberg να βυθιστεί σταδιακά όλο και πιο βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης.