Este larg acceptat faptul că interiorul Pământului este compus din mai multe straturi: crusta, mantaua și miezul. Deoarece scoarța este ușor accesibilă, oamenii de știință au fost capabili să efectueze experimente practice pentru a determina compoziția acesteia; studiile asupra mantei și nucleului mai îndepărtat au probe de oportunități mai limitate, astfel încât oamenii de știință se bazează și pe analize ale undelor seismice și ale gravitației, precum și pe studii magnetice.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Oamenii de știință pot analiza direct scoarța Pământului, dar se bazează pe analize seismice și magnetice pentru a investiga interiorul Pământului.
Experimente de laborator pe stânci și minerale
Acolo unde crusta a fost tulburată, este ușor să vedeți straturi de diferite materiale care s-au așezat și s-au compactat. Oamenii de știință recunosc tiparele din aceste roci și sedimente și pot evalua compoziția rocilor și alte eșantioane prelevate din diferite adâncimi ale Pământului în timpul săpăturilor de rutină și a studiilor geologice din laborator. Centrul de cercetare pentru cercetarea geologică a Statelor Unite a petrecut ultimii 40 de ani acumulând un depozit de miez de rocă și butași și punând aceste probe la dispoziție pentru studiu. Miezurile de rocă, care sunt secțiuni cilindrice aduse la suprafață, și butași (particule asemănătoare nisipului) sunt păstrate pentru potențiale re-analize, deoarece tehnologia îmbunătățită permite un studiu mai aprofundat. În plus față de analizele vizuale și chimice, oamenii de știință încearcă, de asemenea, să simuleze condiții adânci sub scoarța Pământului prin încălzirea și stoarcerea probelor pentru a vedea cum se comportă în aceste condiții. Mai multe informații despre compoziția Pământului provin din studierea meteoriților, care oferă informații despre originea probabilă a sistemului nostru solar.
Măsurarea valurilor seismice
Este imposibil să găuriți în centrul pământului, astfel încât oamenii de știință se bazează pe observații indirecte ale minții sub suprafață prin utilizarea undelor seismice și a cunoștințelor lor despre modul în care aceste unde se deplasează în timpul și după o cutremur. Viteza undelor seismice este afectată de proprietățile materialului prin care trec undele; rigiditatea materialului afectează viteza acestor unde. Măsurarea timpului necesar pentru ca anumite valuri să ajungă la un seismometru după un cutremur poate indica proprietăți specifice ale materialelor pe care valurile le-au întâlnit. În cazul în care o undă întâlnește un strat cu o compoziție diferită, aceasta va schimba direcția și / sau viteza. Există două tipuri de unde seismice: unde P, sau unde de presiune, care trec atât prin lichide cât și solide, și unde S, sau unde de forfecare care trec prin solide, dar nu și lichide. Undele P sunt cele mai rapide dintre cele două, iar decalajul dintre ele oferă o estimare a distanței până la cutremur. Studiile seismice din 1906 indică faptul că miezul exterior este lichid și miezul interior este solid.
Dovezi magnetice și gravitaționale
Pământul posedă un câmp magnetic, care se poate datora fie unui magnet permanent, fie moleculelor ionizate care se mișcă într-un mediu lichid din interiorul Pământului. Un magnet permanent nu ar putea exista la temperaturile ridicate găsite în centrul Pământului, așa că oamenii de știință au ajuns la concluzia că miezul este lichid.
Pământul posedă și un câmp gravitațional. Isaac Newton a dat un nume conceptului de gravitație și a descoperit că gravitația este influențată de densitate. El a fost primul care a calculat masa pământului. Folosind măsurători ale gravitației în combinație cu masa Pământului, oamenii de știință au stabilit că interiorul Pământului trebuie să fie mai dens decât crusta. Comparând densitatea rocilor de 3 grame pe centimetru cub și densitatea metalelor de 10 grame pe centimetru cub cu cea a Pământului densitatea medie de 5 grame pe centimetru cub a permis oamenilor de știință să determine că centrul Pământului conține metal.