Hvordan kender forskere jordens indretnings struktur?

Det er almindeligt anerkendt, at jordens interiør består af flere lag: skorpen, kappen og kernen. Da skorpen er let tilgængelig, har forskere været i stand til at udføre praktiske eksperimenter for at bestemme dets sammensætning; studier på det fjernere kappe og kerne har mere begrænsede muligheder prøver, så forskere også er afhængige af analyser af seismiske bølger og tyngdekraften samt magnetiske undersøgelser.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Forskere kan analysere jordskorpen direkte, men de er afhængige af seismiske og magnetiske analyser for at undersøge jordens indre.

Laboratorieforsøg på sten og mineraler

Hvor skorpen har er blevet forstyrret, er det nemt at se lag af forskellige materialer, der har slået sig ned og komprimeret. Forskere genkender mønstre i disse klipper og sediment, og de kan evaluere sammensætningen af ​​klipper og andre prøver taget fra forskellige dybder af jorden under rutinemæssig udgravning og geologiske undersøgelser i laboratoriet. United States Geological Survey Core Research Center har brugt de sidste 40 år til at samle et rockkernen og stiklingeragentur og gøre disse prøver tilgængelige for studier. Stenkerner, der er cylindriske sektioner bragt til overfladen, og stiklinger (sandlignende partikler) holdes for potentiel genanalyse som forbedret teknologi muliggør en mere grundig undersøgelse. Udover de visuelle og kemiske analyser forsøger forskerne også at simulere forhold dybt under jordskorpen ved at opvarme og klemme prøver for at se, hvordan de opfører sig under disse forhold. Mere information om Jordens sammensætning kommer fra at studere meteoritter, der giver information om vores solsystems sandsynlige oprindelse.

Måling af seismiske bølger

Det er umuligt at bore til jordens centrum, så forskere stole på indirekte observationer af materiel, der ligger under overfladen ved hjælp af seismiske bølger og deres viden om, hvordan disse bølger rejser under og efter et jordskælv. Hastigheden af ​​seismiske bølger påvirkes af materialets egenskaber, som bølgerne passerer igennem; Stivheden af ​​materiale påvirker hastigheden af ​​disse bølger. Måling af den tid, det tager for bestemte bølger at komme til et seismometer efter et jordskælv, kan indikere specifikke egenskaber af de materialer, som bølgerne støder på. Hvor en bølge møder et lag med en anden sammensætning, vil den ændre retning og /eller hastighed. Der er to typer seismiske bølger: P-bølger eller trykbølger, der går gennem både væsker og faste stoffer, og S-bølger eller skærebølger, der går gennem faste stoffer, men ikke væsker. P-bølger er de hurtigere af de to, og afstanden mellem dem giver et skøn over afstanden til jordskælvet. Seismiske undersøgelser fra 1906 viser, at den yderste kerne er flydende, og den indre kerne er fast.

Magnetisk og tyngdekraft Bevis

Jorden besidder et magnetfelt, hvilket kan skyldes enten permanentmagnet eller ioniserede molekyler, der bevæger sig i et flydende medium på jordens indre. En permanent magnet kunne ikke eksistere ved de høje temperaturer, der findes i Jordens centrum, så forskere har konkluderet, at kernen er flydende.

Jorden har også et tyngdefelt. Isaac Newton gav et navn til gravitationsbegrebet og opdagede, at tyngdekraften er påvirket af tæthed. Han var den første til at beregne jordens masse. Ved hjælp af tyngdekraftsmålinger i kombination med jordens masse fastslog forskerne, at jordens indre må være tættere end skorpen. Sammenligning af stenens tæthed på 3 gram pr. Kubikcentimeter og metaldens tæthed på 10 gram pr. Kubikcentimeter til jordens gennemsnitlige densitet på 5 gram pr. Kubikcentimeter gjorde det muligt for forskere at bestemme, at jordens centrum indeholder metal.