Es ampliamente aceptado que el interior de la Tierra está compuesto de varias capas: la corteza, el manto y el núcleo. Como la corteza es fácilmente accesible, los científicos han podido realizar experimentos prácticos para determinar su composición; los estudios sobre el manto y el núcleo más distantes tienen muestras de oportunidades más limitadas, por lo que los científicos también se basan en análisis de ondas sísmicas y gravedad, así como en estudios magnéticos.

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Los científicos pueden analizar la corteza terrestre directamente, pero se basan en análisis sísmicos y magnéticos para investigar el interior de la Tierra.

Experimentos de laboratorio sobre rocas y minerales

¿Dónde se encuentra la corteza? ha sido perturbado, es fácil ver capas de diferentes materiales que se han asentado y compactado. Los científicos reconocen los patrones en estas rocas y sedimentos, y pueden evaluar la composición de las rocas y otras muestras tomadas de diferentes profundidades de la Tierra durante la excavación de rutina y los estudios geológicos en el laboratorio. El Centro de Investigaciones Geológicas del Centro de Estudios Geológicos de los Estados Unidos ha pasado los últimos 40 años acumulando un núcleo de rocas y un repositorio de recortes, y haciendo que estas muestras estén disponibles para su estudio. Los núcleos de roca, que son secciones cilíndricas traídas a la superficie, y los esquejes (partículas similares a la arena) se guardan para un posible reanálisis, ya que la mejora de la tecnología permite un estudio más profundo. Además de los análisis visuales y químicos, los científicos también intentan simular las condiciones en las profundidades de la corteza terrestre calentando y exprimiendo muestras para ver cómo se comportan en esas condiciones. Más información sobre la composición de la Tierra proviene del estudio de los meteoritos, que proporcionan información sobre el probable origen de nuestro sistema solar.

Medición de las ondas sísmicas

Es imposible perforar en el centro de la Tierra, de modo que los científicos se basan en observaciones indirectas de la materia que yace debajo de la superficie mediante el uso de ondas sísmicas y su conocimiento de cómo viajan estas ondas durante y después de un terremoto. La velocidad de las ondas sísmicas se ve afectada por las propiedades del material por el que pasan las ondas; la rigidez del material afecta la velocidad de estas ondas. Medir el tiempo que tardan ciertas olas en llegar a un sismómetro después de un terremoto puede indicar las propiedades específicas de los materiales que encontraron las olas. Cuando una ola encuentra una capa con una composición diferente, cambiará de dirección y /o velocidad. Hay dos tipos de ondas sísmicas: ondas P u ondas de presión, que atraviesan líquidos y sólidos, y ondas S o ondas de corte que atraviesan sólidos pero no líquidos. Las ondas P son las más rápidas de las dos, y la brecha entre ellas proporciona una estimación de la distancia al terremoto. Los estudios sísmicos de 1906 indican que el núcleo exterior es líquido y el núcleo interno es sólido.

Evidencia magnética y gravitacional

La Tierra posee un campo magnético, que puede ser debido a un imán permanente o moléculas ionizadas que se mueven en un medio líquido en el interior de la Tierra. Un imán permanente no podría existir a las altas temperaturas que se encuentran en el centro de la Tierra, por lo que los científicos han llegado a la conclusión de que el núcleo es líquido.

La Tierra también posee un campo gravitatorio. Isaac Newton dio un nombre al concepto de gravedad y descubrió que la gravedad está influenciada por la densidad. Él fue el primero en calcular la masa de la tierra. Usando mediciones de gravedad en combinación con la masa de la Tierra, los científicos determinaron que el interior de la Tierra debe ser más denso que la corteza. Comparando la densidad de las rocas de 3 gramos por centímetro cúbico y la densidad de los metales de 10 gramos por centímetro cúbico a la densidad promedio de la Tierra de 5 gramos por centímetro cúbico, los científicos pudieron determinar que el centro de la Tierra contiene metal.