人類目前的科學探索主要有三個方向,那就是“上天入地下海”,“上天”就是探索宇宙、“入地”就是探索地球內部、“下海”就是探索大洋深處。就難度而言,探索宇宙顯然是最為困難的,“下海入地”雖然說是研究地球本身,但是也沒有這么簡單。相對而言,大洋深處的研究還相對簡單一些,畢竟海洋最深的馬里亞納海溝也就11034米,而且上方都是海水而已。
對于地球內部結構的研究,人類的進展是十分有限的,我們最直接能夠想到的方法就是“挖地球”,經常有人說把地球挖穿會怎么樣?但是我們都知道地球的平均半徑有6371千米,我們人類能夠挖到多深呢?進展十分有限,由于越往地下深處挖,溫度和壓力就越大,到目前為止,人類挖地球的記錄是“戰斗民族”俄羅斯人創造的,前蘇聯科拉學院在帕欽加地區鉆了一個深井,最終深度達12260米,也就是12.26千米。
所以,靠挖地球的方法來研究地球內部結構是不可能的,起碼在現有技術下是無法實現的,既然不能直接看到地球內部,那么我們只能采用間接的手段了,那就是利用“地震波”來探測地球內部結構。地震波分為縱波和橫波,縱波傳播速度快于橫波,縱波能夠在固態和液態中傳播,而橫波只能在固態中傳播。我們利用地震波向地球深處傳播的速度變化情況,來研究地球的內部結構。
通過研究,我們發現,當地震波在往地球內部傳播時,大約到了地下33千米(平均)處,縱波和橫波的速度都明顯加快,這里就是地殼和地幔的分界線“莫霍界面”,地震波繼續往深處傳播,大約到了地下2900千米處,縱波速度快速下降,而橫波消失了,這里就是地幔和地核的分界線“古登堡界面”。由于橫波在古登堡界面消失,所以推測地核的外核可能是液態的(熔融狀的鐵和鎳),而最深處的內核由于壓力巨大,還是固態的。