1. Seismiska vågor:
* jordbävningar: När jordbävningar inträffar genererar de seismiska vågor som reser genom jordskikten. Forskare använder seismografer för att spela in dessa vågor. Olika typer av vågor reser med olika hastigheter och påverkas av tätheten och sammansättningen av materialen de passerar genom.
* Analysera seismiskt vågbeteende: Genom att studera hur seismiska vågor ändrar hastighet och riktning när de reser genom jorden kan forskare härleda mantelns egenskaper. Till exempel avslöjar den plötsliga förändringen i våghastigheten vid Mohorovičić diskontinuitet (Moho), gränsen mellan skorpan och manteln, en tydlig förändring i sammansättning och densitet.
2. Vulkanutbrott:
* magmaprover: Vulkaner bryter ut magma, som härstammar från manteln. Genom att analysera den kemiska sammansättningen av dessa magma -prover kan forskare få insikter i sammansättningen och strukturen i den övre manteln.
* xenoliths: Ibland tar vulkanutbrott upp bitar av sten från manteln, kallad xenolit. Dessa ger direkta prover av mantelens sammansättning och mineralogi.
3. Meteoriter:
* primitiva meteoriter: Vissa meteoriter är rester av det tidiga solsystemet, liknande i sammansättningen till jordens mantel. Att studera dessa meteoriter hjälper forskare att förstå sammansättningen av manteln.
4. Laboratorieexperiment:
* högtryck, högtemperaturexperiment: Forskare använder specialutrustning för att återskapa de extrema tryck- och temperaturförhållandena som finns i jordens mantel. De studerar sedan hur olika mineraler uppför sig under dessa förhållanden och simulerar processerna som inträffar i manteln.
5. Geokemisk och isotopisk analys:
* spårelement: Genom att analysera koncentrationen av spårelement i stenar och mineraler kan forskare dra slutsatser om de processer som inträffade i manteln, såsom smältning, blandning och cirkulation.
* isotopiska signaturer: Isotoper är olika former av samma element med olika antal neutroner. Att studera de isotopiska förhållandena i stenar och mineraler kan avslöja mantelmaterialets ålder och ursprung.
6. Tyngdkrafts- och magnetfält:
* tyngdkraftsanomalier: Variationer i jordens tyngdkraft kan användas för att dra slutsatsen och sammansättningen av manteln.
* magnetfält: Jordens magnetfält genereras av rörelse av smält järn i den yttre kärnan, vilket påverkas av mantelens dynamik.
Genom dessa olika tekniker har forskare byggt en omfattande förståelse av jordens mantel, trots att de inte direkt kunde observera den. De fortsätter att förfina sina kunskaper genom att kombinera dessa metoder och utveckla ny teknik för att utforska vår planets interiör.
