Algemeen wordt aangenomen dat het binnenste van de aarde uit verschillende lagen bestaat: de korst, de mantel en de kern. Omdat de korst gemakkelijk toegankelijk is, hebben wetenschappers praktische experimenten kunnen uitvoeren om de samenstelling ervan te bepalen; Onderzoek naar de meer verwijderde mantel en kern heeft beperktere opportunitymonsters, dus wetenschappers vertrouwen ook op analyses van seismische golven en zwaartekracht, evenals magnetische studies.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Wetenschappers kunnen de aardkorst direct analyseren, maar ze vertrouwen op seismische en magnetische analyses om het binnenste van de aarde te onderzoeken.

Laboratoriumexperimenten op rotsen en mineralen

Waar de korst heeft gestoord zijn, is het gemakkelijk om lagen van verschillende materialen te zien die zijn neergeslagen en verdicht. Wetenschappers herkennen patronen in deze rotsen en sedimenten en ze kunnen de samenstelling van gesteenten en andere monsters uit verschillende diepten van de aarde evalueren tijdens routinematige uitgravingen en geologische studies in het laboratorium. Het United States Geological Survey Core Research Centre heeft de afgelopen 40 jaar een verzameling rotsgesteenten en stekken uitgeworpen en deze monsters beschikbaar gesteld voor onderzoek. Rotskernen, die cilindrische secties zijn die naar de oppervlakte worden gebracht, en stekken (zandachtige deeltjes) worden bewaard voor potentiële heranalyse, aangezien de verbeterde technologie grondiger onderzoek mogelijk maakt. Naast visuele en chemische analyses, proberen wetenschappers ook om omstandigheden diep onder de aardkorst te simuleren door monsters te verwarmen en te knijpen om te zien hoe ze zich gedragen onder die omstandigheden. Meer informatie over de samenstelling van de aarde komt uit het bestuderen van meteorieten, die informatie geven over de waarschijnlijke oorsprong van ons zonnestelsel.

Meten van seismische golven

Het is onmogelijk om naar het centrum van de aarde te boren, dus vertrouwen wetenschappers op indirecte observaties van materie die onder het oppervlak ligt door het gebruik van seismische golven en hun kennis van hoe deze golven tijdens en na een aardbeving reizen. De snelheid van seismische golven wordt beïnvloed door de eigenschappen van het materiaal waar de golven doorheen gaan; de stijfheid van het materiaal beïnvloedt de snelheid van deze golven. Het meten van de tijd die bepaalde golven nodig hebben om bij een seismometer te komen na een aardbeving kan wijzen op specifieke eigenschappen van de materialen die de golven tegenkwamen. Waar een golf een laag met een andere samenstelling tegenkomt, zal deze van richting en /of snelheid veranderen. Er zijn twee typen seismische golven: P-golven of drukgolven die zowel vloeistoffen als vaste stoffen doorlaten, en S-golven, of afschuifgolven die door vaste stoffen maar niet door vloeistoffen gaan. P-golven zijn de snelste van de twee, en de kloof ertussen geeft een schatting van de afstand tot de aardbeving. Seismische studies uit 1906 geven aan dat de buitenste kern vloeibaar is en de binnenste kern solide.

Magnetisch en gravitationeel bewijsmateriaal

De aarde heeft een magnetisch veld, dat kan worden veroorzaakt door een permanente magneet of door een geïoniseerde moleculen die bewegen in een vloeibaar medium aan het binnenste van de aarde. Een permanente magneet kon niet bestaan ​​bij de hoge temperaturen in het midden van de aarde, dus wetenschappers hebben geconcludeerd dat de kern vloeibaar is.

Aarde heeft ook een zwaartekrachtsveld. Isaac Newton gaf een naam aan het concept van de zwaartekracht en ontdekte dat zwaartekracht wordt beïnvloed door dichtheid. Hij was de eerste die de massa van de aarde berekende. Met behulp van zwaartekrachtmetingen in combinatie met de massa van de aarde bepaalden wetenschappers dat het binnenste van de aarde dichter moet zijn dan de korst. Het vergelijken van de dichtheid van stenen van 3 gram per kubieke centimeter en de dichtheid van metalen van 10 gram per kubieke centimeter tot de gemiddelde dichtheid van de aarde van 5 gram per kubieke centimeter stelde wetenschappers in staat te bepalen dat het centrum van de aarde metaal bevat.