Sabemos que la densidad de la corteza terrestre es de 2,8 g/cm3, y la densidad media de toda la tierra es de 5,5 g/cm3, por lo que inmediatamente podemos deducir que debe haber una parte de la tierra con una densidad superior a 5,5 g/cm3.
Tenemos muchas ideas sobre este tema, pero una cosa nos queda clara, y es que esto es sólo nuestra inferencia. Cuando se prueba una esfera de tamaño normal en el laboratorio, la fuerza gravitacional que experimenta es tan pequeña que puede ignorarse. Pero para la Tierra, su enorme fuerza gravitacional puede atraer firmemente todos los materiales de la Tierra. Si asumimos que la Tierra está hecha enteramente de roca, entonces las capas profundas deben ser aplastadas por el peso de las capas exteriores. Esta poderosa fuerza puede comprimir el interior de la Tierra y concentrar toda la masa en un pequeño volumen, por lo que la densidad de las capas más profundas es naturalmente mayor que la de las capas exteriores. Este problema parece resolverse de esta manera.
Pero este no es el caso. La gente intentó agregar suficiente presión a la roca y luego calculó el aumento de densidad dentro de la roca midiendo el valor de la presión aplicada. Pero finalmente se descubrió que el peso de todas las capas exteriores de la Tierra no podía comprimir el interior de la Tierra a una densidad media de 5,5 gramos/centímetro cúbico.
Así que sólo podemos concluir que la Tierra no está hecha enteramente de roca dura. Debe haber material en las profundidades de la Tierra que sea mucho más denso que la roca. ¿Cuáles son entonces estas sustancias? ¿Cómo podemos encontrar formas de entenderlos? El pozo de petróleo más profundo que hemos perforado hasta ahora tiene 9,6 kilómetros de profundidad, lo que representa sólo 1/670 del diámetro de la Tierra.
¿Es realmente imposible para el ser humano entender el centro de la tierra? Este no es el caso. Los terremotos causan graves daños a la superficie terrestre. A través de la observación de los terremotos, la gente descubrió accidentalmente que varias formas de ondas se transmiten desde el centro de la tierra, provocando violentos temblores en la superficie terrestre. Una onda viaja como las ondas en un estanque y la otra onda viaja como ondas sonoras a través del aire. De hecho, durante un terremoto, una onda con las mismas propiedades que una onda de sonido se llama "onda primaria" u "onda P" otra onda con las mismas propiedades que se propaga en el agua se llama "onda secundaria" o "secundaria"; onda" onda S”.
Estas ondas se originan en la fuente original, se propagan a distancias considerables, atraviesan el interior de la Tierra y finalmente actúan sobre la superficie terrestre. En 1855 el físico italiano Luciano Pellemiri inventó el primer instrumento sencillo para estudiar estas ondas, el sismógrafo. Los sismómetros mejoraron rápidamente durante los años siguientes. En la década de 1890, el ingeniero británico John Milne instaló una serie de sismómetros en todo el mundo. Hoy en día existen más de 500 sismómetros precisos distribuidos por todo el mundo.
A través de los sismómetros podemos saber cuándo y dónde se producen las ondas sísmicas. Los científicos pueden identificar los caminos que siguen las ondas sísmicas a través de la estructura interna de la Tierra. Si las propiedades del material fueran las mismas en toda la Tierra, estas ondas viajarían en línea recta a una velocidad constante. Sin embargo, debido a que la densidad de la Tierra aumenta con la profundidad y algunas áreas se comprimen debido a la compresión, la trayectoria de propagación de las ondas adquiere una forma curva. A partir de las características de estas curvas, los científicos pueden derivar valores de la densidad de diferentes áreas de profundidad dentro de la Tierra. Si la tendencia de la curva a la misma profundidad gira bruscamente, significa que esta formación no se debe a que esté comprimida, sino a un cambio repentino de densidad que cambia la estructura química de la formación.
A través del análisis y estudio de las ondas sísmicas, dividimos la estructura terrestre en tres partes. La capa más externa se llama "corteza" y está formada por las rocas que conocemos. A unos 32 kilómetros bajo tierra (en promedio), la estructura estratigráfica cambia significativamente. Este cambio fue detectado por primera vez por el geógrafo croata Andrea Mojo en 1909. Por eso se llama “Falla de Moho” o simplemente “Falla de Moho”. Debajo de la corteza se encuentra el "manto", que también está formado por roca. Por un lado, esto se debe a la compresión de las rocas del "manto" y, por otro lado, a la mayor densidad de los materiales que componen el propio "manto", la densidad de las rocas en el "manto" capa es mayor que la densidad de las rocas en la capa de "corteza".
Pero el aumento de la densidad del "manto" no es suficiente para explicar la alta densidad de toda la Tierra.
En 1914, el geógrafo alemán Benno Gutenberg demostró por primera vez que a 2.900 kilómetros de profundidad bajo tierra, las ondas sísmicas volvían a dar un giro significativo. La densidad del núcleo terrestre se puede utilizar para explicar la alta densidad de la Tierra. Al observar que las "ondas P" pueden atravesar el núcleo de la Tierra, mientras que las "ondas S" no, los científicos han deducido la estructura del núcleo de la Tierra. Dado que las "ondas S" no pueden propagarse a través de líquidos, mientras que las "ondas P" pueden propagarse a través de líquidos, esto simplemente muestra que el centro de la Tierra está compuesto de líquidos (la "corteza", el "manto" de la Tierra , La relación entre el "centro de la tierra" es la misma que la relación entre la "cáscara de huevo", la "clara de huevo" y la "yema" de un huevo, y solo en algunos puntos son iguales).
Entonces el siguiente problema a resolver es determinar de qué material está hecho el núcleo terrestre. Porque el núcleo de la Tierra debe estar compuesto de materiales más densos que las rocas y con un punto de fusión más bajo que las rocas. Por eso, generalmente se piensa que el núcleo de la Tierra está formado por diferentes metales. Por tanto, podemos imaginar que la Tierra tiene un núcleo formado por metal líquido. Entonces, ¿qué tipo de metal es?
De hecho, se ha dado una posible respuesta antes de que los datos sísmicos puedan proporcionar una buena explicación de la estructura interna de la Tierra. Ocasionalmente, los meteoritos caen sobre la superficie de la tierra (lo explicaré en detalle en una sección posterior). Su componente principal está compuesto de roca y suelen contener alrededor de un 10% de materiales metálicos. Los meteoritos generalmente contienen hierro y siempre van acompañados del metal relacionado níquel, y su proporción de contenido es de 9:1.
Ya en 1886, el geógrafo francés Gabriel Augustus Daubry propuso la idea de que el centro de la Tierra está compuesto por una mezcla de níquel y hierro. Esta conclusión parece razonable, por lo que los científicos ahora suponen que el núcleo de la Tierra está compuesto por un 90% de hierro y un 10% de níquel. Sin embargo, todavía existen diferencias de opinión sobre la composición del núcleo de la Tierra. Una teoría es que el núcleo de la Tierra está compuesto de oxígeno o sulfuro, o una mezcla de ellos. Por lo tanto, "¿De qué material está hecho el centro de la Tierra?" Este es todavía un tema que necesita más investigación y discusión.