Широко признано, что недра Земли состоит из нескольких слоев: коры, мантии и ядра. Поскольку корка легко доступна, ученые смогли провести практические эксперименты, чтобы определить ее состав; Исследования более далеких мантии и ядра имеют более ограниченные возможности образцов, поэтому ученые также полагаются на анализ сейсмических волн и гравитации, а также на магнитные исследования.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Ученые могут анализировать земную кору напрямую, но они полагаются на сейсмический и магнитный анализ для исследования недр Земли.
Лабораторные эксперименты с камнями и минералами
Там, где корка была нарушена, легко увидеть слои различных материалов, которые осели и уплотнились. Ученые распознают закономерности в этих породах и отложениях, и они могут оценить состав горных пород и другие образцы взяты с разных глубин Земли во время обычных раскопок и геологических исследований в лаборатория. Центр исследований керна Геологической службы США в течение последних 40 лет собирал керн и хранилище выбуренной породы и делал эти образцы доступными для изучения. Керны горных пород, представляющие собой цилиндрические секции, вынесенные на поверхность, и выбуренные породы (песчинки) сохраняются для возможного повторного анализа, поскольку совершенствование технологий позволяет проводить более глубокие исследования. Помимо визуального и химического анализа, ученые также пытаются моделировать условия глубоко под земной корой, нагревая и сжимая образцы, чтобы увидеть, как они себя ведут в этих условиях. Больше информации о составе Земли можно получить из изучения метеоритов, которые предоставляют информацию о вероятном происхождении нашей Солнечной системы.
Измерение сейсмических волн
Пробурить до центра Земли невозможно, поэтому ученые полагаются на косвенные наблюдения за лежащей материей. под поверхностью за счет использования сейсмических волн и их знания о том, как эти волны распространяются во время и после землетрясение. На скорость сейсмических волн влияют свойства материала, через который они проходят; жесткость материала влияет на скорость этих волн. Измерение времени, которое требуется определенным волнам, чтобы добраться до сейсмометра после землетрясения, может указать на конкретные свойства материалов, с которыми столкнулись волны. Когда волна встречает слой с другим составом, она меняет направление и / или скорость. Есть два типа сейсмических волн: P-волны или волны давления, которые проходят как через жидкости, так и через твердые тела, и S-волны или поперечные волны, которые проходят через твердые тела, но не через жидкости. P-волны являются более быстрыми из двух, и расстояние между ними позволяет оценить расстояние до землетрясения. Сейсмические исследования 1906 года показывают, что внешнее ядро жидкое, а внутреннее твердое.
Магнитные и гравитационные свидетельства
Земля обладает магнитным полем, которое может быть связано либо с постоянным магнитом, либо с ионизированными молекулами, которые движутся в жидкой среде внутри Земли. Постоянный магнит не мог существовать при высоких температурах в центре Земли, поэтому ученые пришли к выводу, что ядро жидкое.
Земля также обладает гравитационным полем. Исаак Ньютон дал имя концепции гравитации и обнаружил, что на гравитацию влияет плотность. Он первым вычислил массу Земли. Используя измерения силы тяжести в сочетании с массой Земли, ученые определили, что внутренняя часть Земли должна быть более плотной, чем кора. Сравнение плотности горных пород 3 грамма на кубический сантиметр и плотности металлов 10 граммов на кубический сантиметр с земной средняя плотность 5 граммов на кубический сантиметр позволила ученым определить, что в центре Земли находится металл.
