Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Eksperymenty laboratoryjne na skałach i minerałach
- Pomiar fal sejsmicznych
- Dowody magnetyczne i grawitacyjne
Powszechnie przyjmuje się, że wnętrze Ziemi składa się z kilku warstw: skorupy, płaszcza i jądra. Ponieważ skorupa jest łatwo dostępna, naukowcy byli w stanie przeprowadzić praktyczne eksperymenty w celu ustalenia jej składu; badania nad bardziej odległym płaszczem i rdzeniem mają bardziej ograniczone możliwości próbek, więc naukowcy opierają się również na analizach fal sejsmicznych i grawitacji, a także na badaniach magnetycznych.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Naukowcy mogą bezpośrednio analizować skorupę ziemską, ale polegają na analizach sejsmicznych i magnetycznych w celu zbadania wnętrza Ziemi.
Eksperymenty laboratoryjne na skałach i minerałach
Tam, gdzie skorupa została naruszona, łatwo jest zobaczyć warstwy różnych materiałów, które się osadziły i zagęściły. Naukowcy rozpoznają wzorce w tych skałach i osadach i mogą ocenić skład skał i innych próbek pobranych z różnych głębokości Ziemi podczas rutynowych wykopalisk i badań geologicznych w laboratorium. Centrum Badań Podstawowych Geologicznego Badania Stanów Zjednoczonych przez ostatnie 40 lat gromadziło repozytorium rdzenia skalnego i sadzonek i udostępniło te próbki do badań. Rdzenie skalne, które są cylindrycznymi odcinkami wyniesionymi na powierzchnię, oraz ścinki (cząstki podobne do piasku) są przechowywane do potencjalnej ponownej analizy, ponieważ doskonalenie technologii pozwala na bardziej szczegółowe badania. Oprócz analiz wizualnych i chemicznych naukowcy próbują również symulować warunki głęboko pod skorupą ziemską, ogrzewając i ściskając próbki, aby zobaczyć, jak zachowują się w tych warunkach. Więcej informacji o składzie Ziemi pochodzi z badania meteorytów, które dostarczają informacji o prawdopodobnym pochodzeniu naszego układu słonecznego.
Pomiar fal sejsmicznych
Niemożliwe jest wiercenie do środka Ziemi, więc naukowcy polegają na pośrednich obserwacjach materii leżącej pod powierzchnią za pomocą fal sejsmicznych i ich wiedzy o tym, jak fale te przemieszczają się podczas i po trzęsieniu ziemi. Na prędkość fal sejsmicznych wpływ mają właściwości materiału, przez który przechodzą fale; sztywność materiału wpływa na prędkość tych fal. Pomiar czasu potrzebnego na dotarcie określonych fal do sejsmometru po trzęsieniu ziemi może wskazywać na określone właściwości materiałów napotkanych przez fale. Gdy fala napotka warstwę o innym składzie, zmieni kierunek i / lub prędkość. Istnieją dwa rodzaje fal sejsmicznych: fale P lub fale ciśnienia, które przechodzą zarówno przez ciecze, jak i ciała stałe, oraz fale S, lub fale ścinające, które przechodzą przez ciała stałe, ale nie ciecze. Fale P są najszybsze z nich, a przerwa między nimi zapewnia oszacowanie odległości do trzęsienia ziemi. Badania sejsmiczne z 1906 roku wskazują, że zewnętrzny rdzeń jest ciekły, a wewnętrzny rdzeń jest stały.
Dowody magnetyczne i grawitacyjne
Ziemia posiada pole magnetyczne, które może być spowodowane magnesem trwałym lub jonizowanymi cząsteczkami, które poruszają się w ciekłym ośrodku we wnętrzu Ziemi. Magnes stały nie mógłby istnieć w wysokich temperaturach znajdujących się w centrum Ziemi, więc naukowcy doszli do wniosku, że rdzeń jest ciekły.
Ziemia posiada również pole grawitacyjne. Isaac Newton nazwał pojęcie grawitacji i odkrył, że na grawitację ma wpływ gęstość. Jako pierwszy obliczył masę ziemi. Korzystając z pomiarów grawitacji w połączeniu z masą Ziemi, naukowcy ustalili, że wnętrze Ziemi musi być gęstsze niż skorupa. Porównanie gęstości skał 3 gramów na centymetr sześcienny i gęstości metali 10 gramów na centymetr sześcienny ze średnią gęstością ziemi wynoszącą 5 gramów na centymetr sześcienny umożliwiło naukowcom ustalenie, że środek Ziemi zawiera metal.