Det är allmänt accepterat att jordens interiör består av flera lager: skorpan, manteln och kärnan. Eftersom skorpan är lättillgänglig har forskare kunnat genomföra praktiska experiment för att bestämma dess sammansättning. studier på den mer avlägsna manteln och kärnan har mer begränsade möjligheter prover, så forskare är också beroende av analyser av seismiska vågor och gravitation, liksom magnetiska studier.
TL; DR (för länge, läste inte)
Forskare kan analysera jordskorpan direkt, men de är beroende av seismiska och magnetiska analyser för att undersöka jordens inre.
Laboratorieexperiment på stenar och mineraler
Där skorpan har är störd, det är lätt att se lager av olika material som har avgjort och komprimerat. Forskare känner igen mönster i dessa stenar och sediment, och de kan utvärdera kompositionen av stenar och andra prover som tagits från olika djup av jorden under rutingrävning och geologiska studier i laboratoriet. Förenta staternas Geological Survey Core Research Center har under de senaste 40 åren samlat ett bergkärna och steklager och gör dessa prover tillgängliga för studier. Klippkärnor, vilka är cylindriska sektioner som bringas till ytan, och sticklingar (sandliknande partiklar) hålls för potentiell omprövning, eftersom förbättrad teknik möjliggör en mer fördjupad studie. Förutom visuella och kemiska analyser försöker forskare också simulera förhållanden djupt under jordskorpan genom att värma och klämma prov för att se hur de beter sig under dessa förhållanden. Mer information om jordens sammansättning kommer från att studera meteoriter, som ger information om vårt solsystems troliga ursprung.
Mätning av seismiska vågor
Det är omöjligt att borra till mitten av jorden, så bygger forskare på indirekta observationer av materiel som ligger under ytan genom användning av seismiska vågor och deras kunskaper om hur dessa vågor reser under och efter en jordbävning. Säsongsvågornas hastighet påverkas av egenskaperna hos det material som vågorna passerar genom; Stiffheten i materialet påverkar dessa vågors hastighet. Mät den tid det tar för vissa vågor att komma till en seismometer efter en jordbävning kan indikera specifika egenskaper hos de material som vågorna stött på. Där en våg träffar ett skikt med en annan sammansättning kommer den att ändra riktning och /eller hastighet. Det finns två typer av seismiska vågor: P-vågor, eller tryckvågor, som går genom både vätskor och fasta ämnen, och S-vågor, eller skjuvvågor som går genom fasta ämnen men inte vätskor. P vågor är de snabbare av de två, och gapet mellan dem ger en uppskattning av avståndet till jordbävningen. Seismiska studier från 1906 indikerar att den yttre kärnan är flytande och den inre kärnan är fast.
Magnetisk och Gravitationsbevis
Jorden har ett magnetfält som kan bero på antingen permanentmagnet eller joniserade molekyler som rör sig i ett flytande medium vid jordens inre. En permanent magnet kunde inte existera vid de höga temperaturer som finns i jordens mitt, så forskare har dragit slutsatsen att kärnan är flytande.
Jorden har också ett gravitationsfält. Isaac Newton gav namnet på gravitationsbegreppet och upptäckte att gravitationen påverkas av densitet. Han var den första som beräkna jordens massa. Genom att använda gravitetsmätningar i kombination med jordens massa bestämde forskarna att jordens inre måste vara tätare än skorpan. Att jämföra stenens densitet på 3 gram per kubikcentimeter och metalls densitet på 10 gram per kubikcentimeter till jordens genomsnittliga densitet på 5 gram per kubikcentimeter gjorde det möjligt för forskare att bestämma att jordens mitt innehåller metall.
