Plačiai pripažįstama, kad Žemės vidus susideda iš kelių sluoksnių: plutos, mantijos ir šerdies. Kadangi pluta yra lengvai prieinama, mokslininkai galėjo atlikti praktinius eksperimentus, kad nustatytų jos sudėtį; atliekant tolimesnės mantijos ir šerdies tyrimus yra ribotos galimybės, todėl mokslininkai taip pat remiasi seisminių bangų ir gravitacijos analize, taip pat magnetiniais tyrimais.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Mokslininkai gali tiesiogiai analizuoti Žemės plutą, tačiau jie remiasi seisminėmis ir magnetinėmis analizėmis, kad ištirtų Žemės vidų.
Laboratoriniai eksperimentai su uolienomis ir mineralais
Kur sutriko pluta, nesunku pamatyti įvairių medžiagų sluoksnius, kurie nusėdo ir sutankėjo. Mokslininkai atpažįsta šių uolienų ir nuosėdų modelius ir gali įvertinti uolienų ir kiti mėginiai, paimti iš skirtingų Žemės gylių atliekant įprastus kasimo ir geologinius tyrimus laboratorija. Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos pagrindinis tyrimų centras per pastaruosius 40 metų sukaupė uolienų šerdį ir išpjovų saugyklą ir sudarė galimybę šiuos mėginius tirti. Uolų šerdys, kurios yra cilindro formos atkarpos, išvestos į paviršių, ir išpjovos (į smėlį panašios dalelės) yra laikomos potencialiai pakartotinei analizei, nes tobulinant technologijas galima nuodugniau tirti. Be vizualinės ir cheminės analizės, mokslininkai taip pat bando imituoti giliai po žemės pluta esančias sąlygas kaitindami ir spausdami mėginius, kad pamatytų, kaip jie elgiasi tokiomis sąlygomis. Daugiau informacijos apie Žemės sudėtį gaunama tiriant meteoritus, kurie suteikia informacijos apie galimą mūsų Saulės sistemos kilmę.
Seisminių bangų matavimas
Išgręžti į žemės centrą neįmanoma, todėl mokslininkai remiasi netiesioginiais matomos materijos stebėjimais žemiau paviršiaus, naudojant seismines bangas ir žinant, kaip šios bangos sklinda ano metu ir po jo žemės drebėjimas. Seisminių bangų greitį veikia medžiagos, per kurią bangos praeina, savybės; medžiagos standumas turi įtakos šių bangų greičiui. Išmatavus laiką, per kurį tam tikros bangos pasiekia seismometrą po žemės drebėjimo, galima nurodyti specifines medžiagų, su kuriomis susidūrė bangos, savybes. Kai banga susiduria su kitokios sudėties sluoksniu, ji pakeis kryptį ir (arba) greitį. Yra du seisminių bangų tipai: P- arba slėgio bangos, einančios per skysčius ir kietąsias medžiagas, ir S-bangos, arba šlyties bangos, einančios per kietąsias medžiagas, bet ne skysčių. P bangos yra greitesnės iš dviejų, o tarpas tarp jų leidžia įvertinti atstumą iki žemės drebėjimo. 1906 m. Seisminiai tyrimai rodo, kad išorinė šerdis yra skysta, o vidinė - tvirta.
Magnetiniai ir gravitaciniai įrodymai
Žemė turi magnetinį lauką, kurį gali lemti arba nuolatinis magnetas, arba jonizuotos molekulės, judančios skystoje terpėje Žemės viduje. Nuolatinis magnetas negalėjo egzistuoti esant aukštai temperatūrai, esančiai Žemės centre, todėl mokslininkai padarė išvadą, kad šerdis yra skysta.
Žemė taip pat turi gravitacinį lauką. Isaacas Newtonas pavadino gravitacijos sąvoką ir atrado, kad gravitacijai įtakos turi tankis. Jis pirmasis apskaičiavo žemės masę. Naudodami gravitacijos matavimus kartu su Žemės mase, mokslininkai nustatė, kad Žemės vidus turi būti tankesnis už plutą. Lyginant uolienų tankį 3 gramai kubiniame centimetre ir metalų tankį 10 gramų kubiniame centimetre su Žemės vidutinis tankis 5 gramai kubiniame centimetre leido mokslininkams nustatyti, ar yra Žemės centre metalas.
