เนื้อหา
- TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
- การทดลองในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับหินและแร่
- การวัดคลื่นไหวสะเทือน
- หลักฐานแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง
เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าการตกแต่งภายในของโลกประกอบด้วยหลายชั้น: เปลือกโลก, ชั้นแมนเทิลและแกนกลาง เนื่องจากเปลือกโลกสามารถเข้าถึงได้ง่ายนักวิทยาศาสตร์จึงสามารถทำการทดลองด้วยมือเพื่อกำหนดองค์ประกอบของมัน การศึกษาเกี่ยวกับเสื้อคลุมและแกนกลางที่ห่างไกลมากขึ้นนั้นมีตัวอย่างโอกาสที่ จำกัด มากขึ้นดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ยังต้องอาศัยการวิเคราะห์คลื่นไหวสะเทือนและแรงโน้มถ่วงรวมถึงการศึกษาเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์เปลือกโลกได้โดยตรง แต่พวกเขาต้องอาศัยการวิเคราะห์แผ่นดินไหวและแม่เหล็กเพื่อตรวจสอบการตกแต่งภายในของโลก
การทดลองในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับหินและแร่
เมื่อเปลือกโลกถูกรบกวนมันเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นชั้นของวัสดุต่าง ๆ ที่ตกลงกันและอัดแน่น นักวิทยาศาสตร์รู้จักรูปแบบในหินและตะกอนเหล่านี้และพวกเขาสามารถประเมินองค์ประกอบของหินและตัวอย่างอื่น ๆ ที่นำมาจากส่วนลึกของโลกที่แตกต่างกันในระหว่างการขุดค้นตามปกติและการศึกษาทางธรณีวิทยาในห้องปฏิบัติการ ศูนย์วิจัยการสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกาได้ใช้เวลา 40 ปีในการรวบรวมแกนหินและพื้นที่เก็บข้อมูลการปักและทำให้ตัวอย่างเหล่านี้พร้อมสำหรับการศึกษา แกนหินซึ่งเป็นส่วนที่เป็นทรงกระบอกถูกนำไปที่พื้นผิวและการตัด (อนุภาคเหมือนทราย) จะถูกเก็บไว้สำหรับการวิเคราะห์ที่มีศักยภาพอีกครั้งเนื่องจากการปรับปรุงเทคโนโลยีช่วยให้การศึกษาในเชิงลึกมากขึ้น นอกเหนือจากการวิเคราะห์ภาพและเคมีแล้วนักวิทยาศาสตร์ยังพยายามจำลองสภาพที่อยู่ลึกลงไปใต้เปลือกโลกด้วยการให้ความร้อนและการบีบตัวอย่างเพื่อดูว่าพวกมันทำงานอย่างไรภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบของโลกมาจากการศึกษาอุกกาบาตซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับที่มาของระบบสุริยะของเรา
การวัดคลื่นไหวสะเทือน
เป็นไปไม่ได้ที่จะเจาะทะลุศูนย์กลางของโลกดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงพึ่งพาการสำรวจทางอ้อมของสสารที่อยู่ใต้พื้นผิวผ่านการใช้คลื่นไหวสะเทือนและความรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของคลื่นในระหว่างและหลังเกิดแผ่นดินไหว ความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติของวัสดุที่คลื่นผ่าน ความแข็งของวัสดุมีผลต่อความเร็วของคลื่นเหล่านี้ การวัดเวลาที่ใช้ในการหาคลื่นบางอย่างเพื่อวัดคลื่นไหวสะเทือนหลังจากแผ่นดินไหวสามารถระบุคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุที่คลื่นพบ เมื่อคลื่นพบเลเยอร์ที่มีองค์ประกอบแตกต่างกันมันจะเปลี่ยนทิศทางและ / หรือความเร็ว คลื่นไหวสะเทือนแบบแผ่นดินไหวมีสองประเภท: P-waves หรือคลื่นแรงดันซึ่งผ่านทั้งของเหลวและของแข็งและคลื่น S- หรือคลื่นเฉือนที่ผ่านของแข็ง แต่ไม่ใช่ของเหลว คลื่น P นั้นเร็วกว่าของทั้งสองและช่องว่างระหว่างกันนั้นเป็นระยะทางโดยประมาณของแผ่นดินไหว การศึกษาการสั่นสะเทือนจากปี 1906 บ่งชี้ว่าแกนกลางชั้นนอกเป็นของเหลวและแกนในเป็นของแข็ง
หลักฐานแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง
โลกมีสนามแม่เหล็กซึ่งอาจเกิดจากแม่เหล็กถาวรหรือโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออนซึ่งเคลื่อนที่เป็นสื่อของเหลวในการตกแต่งภายในของโลก แม่เหล็กถาวรไม่สามารถพบได้ที่อุณหภูมิสูงที่ใจกลางโลกดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงสรุปว่าแกนกลางนั้นเป็นของเหลว
โลกยังมีสนามโน้มถ่วง Isaac Newton ให้ชื่อกับแนวคิดของแรงโน้มถ่วงและค้นพบว่าแรงโน้มถ่วงได้รับอิทธิพลจากความหนาแน่น เขาเป็นคนแรกที่คำนวณมวลของโลก การใช้การวัดแรงโน้มถ่วงร่วมกับมวลดินนักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการตกแต่งภายในของโลกจะต้องหนาแน่นกว่าเปลือกโลก การเปรียบเทียบความหนาแน่นของหิน 3 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรและความหนาแน่นโลหะ 10 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรกับความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกที่ 5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าศูนย์กลางของโลกประกอบด้วยโลหะ