Široko je prihvaćeno da se unutrašnjost Zemlje sastoji od nekoliko slojeva: kore, plašta i jezgre. Budući da je kora lako dostupna, znanstvenici su mogli izvoditi praktične eksperimente kako bi utvrdili njezin sastav; studije na udaljenijim plaštima i jezgri imaju ograničene mogućnosti uzoraka, pa se znanstvenici također oslanjaju na analize seizmičkih valova i gravitacije, kao i magnetske studije.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Znanstvenici mogu izravno analizirati Zemljinu koru, ali se oslanjaju na seizmičke i magnetske analize kako bi istražili Zemljinu unutrašnjost.
Laboratorijski pokusi na stijenama i mineralima
Tamo gdje je kora poremećena, lako je vidjeti slojeve različitih materijala koji su se slegli i zbili. Znanstvenici prepoznaju uzorke u tim stijenama i sedimentima i mogu procijeniti sastav stijena i ostali uzorci uzeti iz različitih dubina Zemlje tijekom rutinskih iskopavanja i geoloških studija u laboratorija. Osnovno istraživačko središte Geološkog zavoda Sjedinjenih Država provelo je posljednjih 40 godina skupljajući jezgru stijena i odlagališta reznica i stavljajući ove uzorke na raspolaganje za proučavanje. Jezgre stijena, koji su cilindrični presjeci izneseni na površinu, i usjeci (čestice nalik pijesku) čuvaju se za potencijalnu ponovnu analizu jer poboljšanje tehnologije omogućuje dublje proučavanje. Uz vizualne i kemijske analize, znanstvenici također pokušavaju simulirati uvjete duboko ispod Zemljine kore zagrijavanjem i cijeđenjem uzoraka kako bi vidjeli kako se ponašaju u tim uvjetima. Više informacija o sastavu Zemlje dolazi od proučavanja meteorita koji pružaju informacije o vjerojatnom podrijetlu našeg Sunčevog sustava.
Mjerenje seizmičkih valova
Nemoguće je izbušiti u središte zemlje, pa se znanstvenici oslanjaju na neizravna promatranja laži materije ispod površine pomoću seizmičkih valova i njihovog znanja o tome kako ti valovi putuju za vrijeme i nakon potres. Na brzinu seizmičkih valova utječu svojstva materijala kroz koji valovi prolaze; krutost materijala utječe na brzinu tih valova. Mjerenje vremena potrebno određenim valovima da dođu do seizmometra nakon potresa mogu ukazati na specifična svojstva materijala s kojima su valovi naišli. Tamo gdje val naiđe na sloj drugačijeg sastava, promijenit će smjer i / ili brzinu. Postoje dvije vrste seizmičkih valova: P-valovi, ili valovi tlaka, koji prolaze i kroz tekućine i kroz krutine, i S-valovi, ili posmični valovi koji prolaze kroz krutine, ali ne i kroz tekućine. P valovi su najbrži od njih dvojice, a razmak između njih daje procjenu udaljenosti od potresa. Seizmičke studije iz 1906. pokazuju da je vanjska jezgra tekuća, a unutarnja čvrsta.
Magnetski i gravitacijski dokazi
Zemlja posjeduje magnetsko polje, što može biti posljedica ili trajnog magneta ili ioniziranih molekula koje se kreću u tekućem mediju u unutrašnjosti Zemlje. Stalni magnet ne bi mogao postojati pri visokim temperaturama u središtu Zemlje, pa su znanstvenici zaključili da je jezgra tekućina.
Zemlja također posjeduje gravitacijsko polje. Isaac Newton dao je ime konceptu gravitacije i otkrio da gravitacija utječe na gustoću. Prvi je izračunao masu zemlje. Koristeći gravitacijska mjerenja u kombinaciji sa Zemljinom masom, znanstvenici su utvrdili da unutrašnjost Zemlje mora biti gušća od kore. Uspoređujući gustoću stijena od 3 grama po kubnom centimetru i gustoću metala od 10 grama po kubnom centimetru sa Zemljinom prosječna gustoća od 5 grama po kubnom centimetru omogućila je znanstvenicima da utvrde da sadrži središte Zemlje metal.