1. Seismiska vågor:
* Direkt observation: Även om vi inte direkt kan komma åt manteln eller kärnan, ger seismiska vågor som genereras av jordbävningar avgörande information. Dessa vågor reser med olika hastigheter genom olika material.
* hastighet och sökvägsändringar: Hur seismiska vågor förändrar hastighet och riktning när de reser genom jorden avslöjar de olika skikten (skorpa, mantel, yttre kärna, inre kärna) och deras kompositioner.
* p-vågor och S-vågor: P-vågor (tryckvågor) reser genom fasta ämnen och vätskor, medan S-vågor (skjuvvågor) bara reser genom fasta ämnen. Det faktum att S-vågor försvinner vid den yttre kärngränsen indikerar att den är flytande.
2. Meteoriter:
* primitiva meteoriter: Dessa tros vara rester av det tidiga solsystemet och tros ha liknande kompositioner som den tidiga jorden.
* Järnmeteoriter: Dessa består främst av järn och nickel, liknande jordens kärna.
* stony-järn meteoriter: Dessa är en blandning av silikatmineraler och järn-nickel, vilket ger insikt i potentiella mantelkompositioner.
3. Laboratorieexperiment:
* Högtryck och högtemperaturförhållanden: Forskare kan återskapa de extrema förhållanden som finns i jordens inre i laboratorier med specialiserad utrustning.
* mineralreaktioner: Genom att studera hur mineraler beter sig under dessa förhållanden kan de härleda kompositionerna i manteln och kärnan.
* smältpunkter: De kan bestämma smältpunkterna för olika material vid högt tryck, vilket hjälper till att förstå jordens kärna.
4. Magnetfält:
* Jordens magnetfält: Jordens magnetfält genereras av rörelse av smält järn i den yttre kärnan.
* dynamo teori: Styrkan och egenskaperna hos magnetfältet hjälper oss att förstå kärnans sammansättning och dynamik.
5. Vulkaner:
* vulkanutbrott: Vulkanutbrott tar upp material från manteln, vilket gör att forskare kan analysera dess sammansättning.
* mantelplommor: Dessa är områden med varmt, stigande mantelmaterial som ibland kan nå ytan, vilket ger prover av den djupare manteln.
Kompositionsberäkningar:
Baserat på detta bevis har forskare uppskattat sammansättningen av manteln och kärnan:
* mantel: Primärt består av silikatmineraler, främst peridotit, med olika mängder järn, magnesium, kalcium och aluminium.
* yttre kärna: Främst smält järn och nickel, med spårmängder av lättare element som svavel, kisel och syre.
* inre kärna: Fast järn och nickel med en möjlig närvaro av ljusa element.
Det är viktigt att notera att detta är uppskattningar, och ytterligare forskning förfinar ständigt vår förståelse för jordens inre struktur och sammansättning.
