Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Laboratoriokokeet kivillä ja mineraaleilla
- Seismisten aaltojen mittaus
- Magneettinen ja painovoimainen näyttö
On yleisesti hyväksyttyä, että maapallon sisustus koostuu useista kerroksista: kuori, vaippa ja ydin. Koska kuori on helposti saatavilla, tutkijat ovat pystyneet tekemään käytännön kokeita sen koostumuksen määrittämiseksi; etäisemmän vaipan ja ytimen tutkimuksissa on rajoitetummat mahdollisuudet näytteitä, joten tutkijat luottavat myös seismisten aaltojen ja painovoiman analyyseihin sekä magneettisiin tutkimuksiin.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Tutkijat voivat analysoida maapallonkuorta suoraan, mutta he luottavat seismisiin ja magneettisiin analyyseihin tutkiakseen maan sisäosaa.
Laboratoriokokeet kivillä ja mineraaleilla
Jos kuori on häiritty, on helppo nähdä eri materiaalikerrokset, jotka ovat asettuneet ja tiivistyneet. Tutkijat tunnistavat näiden kivien ja sedimenttien kuviot, ja he voivat arvioida kivien ja muiden näytteiden koostumuksia, jotka on otettu maapallon eri syvyyksistä rutiininomaisten kaivausten ja laboratoriossa suoritettujen geologisten tutkimusten aikana. Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen ydintutkimuskeskus on viettänyt viimeiset 40 vuotta keräämällä kallioydin- ja pistokokovarastoa ja asettamalla nämä näytteet tutkittavaksi. Kivisydämet, jotka ovat sylinterimäisiä osia, jotka on tuotu pintaan, ja pistokkaat (hiekkamaiset hiukkaset) pidetään mahdollista analyysiä varten, koska tekniikan parantaminen mahdollistaa perusteellisemman tutkimuksen. Visuaalisten ja kemiallisten analyysien lisäksi tutkijat yrittävät myös simuloida olosuhteita syvällä maapallon kuoressa kuumentamalla ja puristamalla näytteitä nähdäkseen, kuinka he käyttäytyvät näissä olosuhteissa. Lisätietoja maapallon koostumuksesta tulee tutkimalla meteoriitteja, jotka tarjoavat tietoa aurinkokunnan todennäköisestä alkuperästä.
Seismisten aaltojen mittaus
Maan keskustaan on mahdotonta porata, joten tutkijat luottavat epäsuoraan havaintoihin pinnan alla olevasta aineesta seismisten aaltojen avulla ja tietämykseen siitä, kuinka nämä aallot kulkevat maanjäristyksen aikana ja sen jälkeen. Seismisten aaltojen nopeuteen vaikuttavat aallon läpi kulkevan materiaalin ominaisuudet; materiaalin jäykkyys vaikuttaa näiden aaltojen nopeuteen. Mittaamalla aika, joka kuluu tiettyjen aaltojen pääsemiseen seismometriin maanjäristyksen jälkeen, voidaan osoittaa aaltojen kohtaamien materiaalien erityisominaisuudet. Kun aalto kohtaa kerroksen, jolla on erilainen koostumus, se muuttaa suuntaa ja / tai nopeutta. Seismisia aaltoja on kahta tyyppiä: P-aaltoja tai paineaaltoja, jotka kulkevat sekä nesteiden että kiinteiden aineiden läpi, ja S-aaltoja, tai leikkausaaltoja, jotka kulkevat kiinteiden aineiden, mutta ei nesteiden läpi. P-aallot ovat nopeimpia kahdesta, ja niiden välinen rako antaa arvion etäisyydestä maanjäristykseen. Vuoden 1906 seismiset tutkimukset osoittavat, että ulompi ydin on nestemäinen ja sisäinen ydin on kiinteä.
Magneettinen ja painovoimainen näyttö
Maapallolla on magneettikenttä, joka voi johtua joko kestomagneetista tai ionisoiduista molekyyleistä, jotka liikkuvat nestemäisessä väliaineessa maan sisäpuolella. Pysyvää magneettia ei voinut esiintyä korkeissa lämpötiloissa, joita havaittiin maan keskipisteessä, joten tutkijat ovat päättäneet, että ydin on nestemäinen.
Maapallolla on myös gravitaatiokenttä. Isaac Newton antoi nimen painovoiman käsitteelle ja huomasi, että painovoimaan vaikuttaa tiheys. Hän laski ensimmäisenä maan massan. Käyttämällä painovoimamittauksia yhdessä maapallon massan kanssa, tutkijat päättivät, että maan sisäosien on oltava kuorea tiheämpiä. Vertaamalla kivien tiheyttä 3 grammaa kuutiometriä kohti ja metallien tiheyttä 10 grammaa kuutiometriä kohti Maan keskimääräiseen tiheyteen 5 grammaa kuutiometriä kohden tutkijat pystyivät määrittämään, että Maan keskusta sisältää metallia.