Det er allment akseptert at jordens indre består av flere lag: skorpen, kappen og kjernen. Siden skorpen er lett tilgjengelig, har forskere vært i stand til å utføre praktiske eksperimenter for å bestemme sammensetningen; studier på den fjernere kappen og kjernen har mer begrensede mulighetsprøver, så forskere er også avhengige av analyser av seismiske bølger og tyngdekraft, samt magnetiske studier.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Forskere kan analysere jordskorpen direkte, men de er avhengige av seismiske og magnetiske analyser for å undersøke jordens indre.
Laboratorieeksperimenter på bergarter og mineraler
Der skorpen har blitt forstyrret, er det lett å se lag av forskjellige materialer som har lagt seg og komprimert. Forskere kjenner igjen mønstre i disse bergartene og sedimentet, og de kan evaluere sammensetningen av bergarter og andre prøver tatt fra forskjellige dybder på jorden under rutinemessig utgravning og geologiske studier i lab. United States Geological Survey Core Research Center har brukt de siste 40 årene på å samle en bergkjerne og stiklinger, og gjøre disse prøvene tilgjengelige for studier. Bergkjerner, som er sylindriske seksjoner ført til overflaten, og borekaks (sandlignende partikler) holdes for potensiell nyanalyse, ettersom forbedring av teknologien muliggjør mer grundige studier. I tillegg til visuelle og kjemiske analyser prøver forskere å simulere forhold dypt under jordskorpen ved å varme opp og klemme prøver for å se hvordan de oppfører seg under disse forholdene. Mer informasjon om Jordas sammensetning kommer fra å studere meteoritter, som gir informasjon om den sannsynlige opprinnelsen til solsystemet vårt.
Måling av seismiske bølger
Det er umulig å bore til midten av jorden, så forskere stole på indirekte observasjoner av materie som lyver under overflaten ved bruk av seismiske bølger og deres kunnskap om hvordan disse bølgene beveger seg under og etter en jordskjelv. Hastigheten til seismiske bølger påvirkes av egenskapene til materialet bølgene passerer gjennom; materialets stivhet påvirker hastigheten til disse bølgene. Å måle tiden det tar for visse bølger å komme til et seismometer etter et jordskjelv, kan indikere spesifikke egenskaper til materialene som bølgene møtte. Der en bølge møter et lag med en annen sammensetning, vil den endre retning og / eller hastighet. Det er to typer seismiske bølger: P-bølger, eller trykkbølger, som går gjennom både væsker og faste stoffer, og S-bølger, eller skjærbølger som går gjennom faste stoffer, men ikke væsker. P-bølger er den raskeste av de to, og gapet mellom dem gir et estimat på avstanden til jordskjelvet. Seismiske studier fra 1906 indikerer at den ytre kjernen er flytende og den indre kjernen er solid.
Magnetisk og gravitasjonsbevis
Jorden har et magnetfelt, som kan skyldes enten en permanent magnet eller ioniserte molekyler som beveger seg i et flytende medium på jordens indre. En permanent magnet kunne ikke eksistere ved de høye temperaturene som ble funnet i midten av jorden, så forskere har konkludert med at kjernen er flytende.
Jorden har også et gravitasjonsfelt. Isaac Newton ga et navn til begrepet tyngdekraft og oppdaget at tyngdekraften er påvirket av tetthet. Han var den første til å beregne jordens masse. Ved å bruke tyngdekraftsmålinger i kombinasjon med jordens masse bestemte forskere at jordens indre må være tettere enn skorpen. Sammenligning av bergartens tetthet på 3 gram per kubikkcentimeter og metaldettheten på 10 gram per kubikkcentimeter med jordens Gjennomsnittlig tetthet på 5 gram per kubikkcentimeter gjorde det mulig for forskere å bestemme at jordens sentrum inneholder metall.