Dù con người chưa thể khoan sâu vào lòng đất, các nhà khoa học vẫn có thể khám phá cấu trúc bên trong thông qua: 
Phân tích sóng địa chấn: Dựa vào sự thay đổi tốc độ và đường đi của sóng từ các trận động đất.
Nghiên cứu thiên thạch: Cho biết các nguyên tố tạo nên lõi Trái Đất.
Mô hình trọng lực & từ trường: Giải mã lõi sắt và niken.
Mẫu vật núi lửa: Đưa đá và khoáng chất từ sâu lên bề mặt. 

Bên trong TRÁI ĐẤT có gì? Bí ẩn có thể bạn chưa biết

Hitech Amazing
YouTube · 25 thg 3, 2023

Thông qua các phương pháp nghiên cứu, cấu trúc Trái Đất được chia thành các lớp cơ bản:
Lớp vỏ: Là lớp đá cứng mỏng bên ngoài, dày khoảng 5 - 70 km.
Lớp phủ (Manti): Lớp đá đặc nhưng có thể uốn dẻo và dịch chuyển chậm, trải dài đến độ sâu khoảng 2.900 km.
Lõi ngoài: Là biển sắt và niken nóng chảy.
Lõi trong: Là khối cầu đặc có cấu tạo chủ yếu từ sắt và niken.

I. Phương pháp gián tiếp (Phương pháp cốt lõi)
Đây là những công cụ quan trọng nhất giúp con người "vẽ" lại bản đồ lòng đất mà không cần chạm vào.
1. Nghiên cứu sóng địa chấn (Quan trọng nhất): Khi có động đất hoặc các vụ nổ nhân tạo, sóng địa chấn sẽ lan truyền vào lòng sâu. Sóng địa chấn gồm 2 loại chính: Sóng P (sóng dọc, đi được qua cả chất rắn và lỏng) và Sóng S (sóng ngang, chỉ đi qua được chất rắn). Bằng cách đo tốc độ và hướng đi của các đợt sóng này khi chúng bị bẻ cong hoặc phản xạ tại các tầng địa chất, các nhà khoa học biết được ranh giới và trạng thái (rắn hay lỏng) của các lớp bên trong.
2. Đo đạc từ trường và trọng lực: Trái Đất có một từ trường mạnh bao quanh. Điều này chứng tỏ sâu trong lõi Trái Đất phải có một khối lượng khổng lồ kim loại có từ tính (sắt và niken) đang chuyển động ở trạng thái lỏng để tạo ra dòng điện (hiệu ứng dynamo). Việc đo sự biến thiên của trọng lực ở các vùng khác nhau cũng giúp tính toán được mật độ vật chất bên dưới.
3. Nghiên cứu thiên thạch: Hệ Mặt Trời được hình thành từ cùng một đĩa bụi vũ trụ. Khi phân tích các thiên thạch bằng sắt-niken rơi xuống Trái Đất (vốn là lõi của các hành tinh cổ đại bị vỡ), các nhà khoa học suy ra được thành phần cấu tạo lõi của Trái Đất cũng tương tự như vậy.
4. Thí nghiệm mô phỏng áp suất cao: Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng "máy ép đe kim cương" để ép các khoáng vật dưới áp suất và nhiệt độ cực đại (bằng với áp suất tại tâm Trái Đất) nhằm quan sát sự thay đổi cấu trúc của chúng.

II. Phương pháp trực tiếp (Phạm vi nông)
Nhóm phương pháp này giúp con người tiếp cận trực tiếp vật chất thực tế, nhưng chỉ giới hạn ở lớp vỏ ngoài cùng.
1. Phân tích sản phẩm núi lửa: Khi núi lửa phun trào, dung nham mang theo các khối đá từ tầng manti trên (sâu khoảng vài chục đến hàng trăm km) lên bề mặt. Việc phân tích các khối đá này (như đá peridotite) giúp con người biết được thành phần hóa học trực tiếp của lớp thạch quyển bên dưới.
2. Hoạt động khoan sâu: Con người tiến hành khoan các giếng sâu vào lòng đất hoặc đáy đại dương (nơi vỏ Trái Đất mỏng nhất) để lấy các mẫu lõi đất đá lên nghiên cứu trực tiếp.

Điều kiện khắc nghiệt bên trong Trái Đất khiến cho việc khám phá nó gần như là không thể. Nhưng sóng địa chấn từ các trận động đất, núi lửa phun trào và sóng ánh sáng từ Mặt Trời đều đã trở thành phương tiện giúp tiết lộ những điều thú vị về lớp vỏ, lớp phủ và lõi của hành tinh chúng ta.

Biên giới cuối cùng không phải là không gian mà chính là Trái Đất. Chúng ta đã đưa người tới Mặt Trăng, đưa robot lên Sao Hỏa và đưa tàu thăm dò lên không gian ở khoảng cách 5,22 tỷ km từ Trái Đất để chụp được những bức ảnh của Pluto, trong khi chỉ 6.400 km ngay dưới chân chúng ta lại có vẻ như nằm ngoài tầm với. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã có câu trả lời bằng cách nghiên cứu các thiên thạch, hoạt động núi lửa và sóng địa chấn từ các trận động đất.

Vedran Lekić, nhà địa chấn học tại Đại học Maryland, cho biết: “Chúng ta đã bay vào không gian và khám phá các hành tinh khác. Nhưng xét trên nhiều mặt, việc đi vào bên trong Trái Đất và tìm ra những gì có trong đó thực sự khó khăn hơn nhiều về mặt công nghệ so với việc đi vào không gian.

Trái Đất có bốn lớp chính: lớp vỏ, lớp phủ, lõi ngoài và lõi trong, cùng với các vùng chuyển tiếp giữa các lớp này. Thế giới mà chúng ta biết nằm trên những mảng kiến tạo hợp thành vỏ Trái Đất, với độ dày dao động từ 5 tới hơn 60 km. Dưới các mảng kiến tạo đó là lớp phủ - một lớp đá chiếm tới 84% khối lượng của Trái Đất. Lớp đá này có màu trắng sáng bởi nhiệt độ cao, nhưng nếu bạn có thể làm nguội chúng về nhiệt độ phòng, chúng sẽ có màu xanh ô-liu lốm đốm nhờ chứa khoáng chất olivin - bạn có thể hình dung nó giống với những viên đá ngọc thạch (mà nhiều người phương Tây coi là loại đá quý biểu tượng của những người sinh tháng 8).

Wendy Mao, một nhà vật lý khoáng chất tại Đại học Stanford, cho biết: “Tôi nghĩ phần trên cùng của lớp phủ sẽ rất lộng lẫy, bởi vì nó sẽ có màu xanh lục của olivin, chiếm khoảng 60%, và nó cũng sẽ có màu đỏ của ngọc hồng lựu”.

Vào sâu hơn bên trong lớp phủ, nhiệt độ và áp suất sắp xếp lại các nguyên tử tạo nên olivin thành hai khoáng chất mới là bridgmanite và ferropericlase, có màu nâu cam và vàng ở nhiệt độ phòng. Bên dưới lớp vỏ đá, có một lõi bên ngoài bằng sắt lỏng (và một chút niken) bao quanh một lõi bên trong bằng sắt rắn (cũng lại có một chút niken) có kích thước bằng 70% kích thước của Mặt Trăng. Lõi này của Trái Đất nóng gần bằng bề mặt Mặt Trời, tức là khoảng 9.800 độ F (khoảng 5.400 độ C), với áp suất cao đến mức khiến cho áp suất ở đáy đại dương chỉ giống như trò trẻ con.

Tuy nhiên chúng ta chưa đến bất kỳ nơi nào trong số những nơi kể trên ở bên trong Trái Đất. Chúng ta đã không tận mắt nhìn thấy chúng. Chúng ta cũng chưa gửi máy ảnh hay máy thăm dò để mang về những mẫu sắt phát sáng như than hồng. Vậy thì, làm thế nào chúng ta biết được tất cả những điều đó?