Trong lòng Trái Đất như thế nào?

Ngày nay con người đã có thể lên Mặt Trăng để thăm dò, khám phá, nhưng trong lòng Trái Đất ra sao thì hiểu biết còn rất ít. Lấy những giếng khoan dầu mà nói. Giếng khoan sâu nhất cũng chỉ khoảng 10 km tức là mới bằng 1/630 bán kính Trái Đất. Người ta không thể trực tiếp quan sát sâu hơn 10 km mà chỉ có thể đưa ra những phán đoán gián tiếp.

Ngày nay dựa trên những kết quả nghiên cứu được về mặt vật lý của Trái Đất, bao gồm địa từ, địa điện, địa nhiệt, đặc biệt là những ghi chép về tình hình lan truyền sóng địa chấn trong lòng đất cũng như sự nghiên cứu các thiên thể khác mà các nhà khoa học đi đến nhận định rằng: nhiệt độ trong lòng đất càng cao thì áp suất càng lớn, càng đi sâu vào nhiệt độ càng cao, áp suất càng lớn và vật chất càng dày đặc.

Căn cứ kết quả thực đo trong nhiều giếng mỏ và giếng khoan, trong vòng 10 km, cứ sâu 100 m thì nhiệt độ tăng lên bình quân 3°C. Tuy các nơi khác nhau rất nhiều, nhưng nói chung càng đi sâu thì càng nóng. Người ta cho rằng, tình hình nhiệt độ tăng lên trong tầng nham thạch ở vỏ Trái Đất và lớp cùi (lớp manti) trên là như nhau. Chỗ sâu hơn một ít có thể nhiệt độ tăng chậm lại. Nham thạch rất khó truyền nhiệt, nó ngăn cản nhiệt trong lòng đất khuếch tán ra ngoài. Dưới tầng nham thạch này nhiệt độ vượt quá 1.000°C. Dung nham ở phần trên lớp cùi phun ra, nhiệt độ thường trên 1.000°C, điều đó chứng tỏ nhiệt độ trong lớp cùi rất cao. Vật chất ở đó vì ở trạng thái dẻo nhất định và hàm lượng kim loại nhiều hơn so với tầng nham thạch cho nên khả năng dẫn nhiệt mạnh hơn, sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp cùi trên và lớp cùi dưới tương đối ít. Trong lòng Trái Đất lại càng như thế, vì vậy người ta dự tính nhiệt độ trong lòng Trái Đất cao nhất khoảng 5.000°C.

Từ mặt đất đến trung tâm Trái Đất áp suất vật chất trên một đơn vị diện tích càng lớn, do đó càng đi sâu áp suất càng lớn. Tầng dưới vỏ Trái Đất khoảng 9.000 at. Tầng đáy lớp cùi khoảng 140 triệu at, ở trung tâm Trái Đất khoảng 360 triệu at.

Vì vậy trong lòng Trái Đất là một thế giới cao ôn, cao áp (nhiệt độ cao, áp suất cao). Vật chất ở đó theo nhiệt độ mà nói thì ở trạng thái nóng chảy, nhưng vì áp suất rất lớn nên đại bộ phận chúng vẫn ở trạng thái chất rắn, chỉ có độ dẻo ở một mức độ nhất định, có tính chảy chậm.

Có người cho rằng, cả vành và lớp cùi đều ở trạng thái này, có người lại cho rằng chỉ có phần trên lớp cùi và phần dưới vành nham thạch mới có trạng thái đó.

Bởi vì sóng ngang của sóng địa chấn không đi qua nhân Trái Đất, cho nên có người cho rằng, nhân Trái Đất ở trạng thái lỏng. Qua nghiên cứu chi tiết hơn thì tầng ngoài nhân Trái Đất là chất lỏng, còn ở trung tâm có một phần nhân bán kính khoảng 1.000 km là chất rắn. Vì áp suất ở đó rất lớn, trên mặt đất không có môi trường như thế cho nên ta rất khó tưởng tượng vật chất ở đó thực chất là thế nào. Có người từng giả thiết ở đó lớp vỏ điện tử của các nguyên tử đã bị phá hoại, vật chất ở trạng thái siêu đặc, nhưng hiện nay vẫn chưa được chứng minh.

Chất làm nên vỏ Trái Đất là nham thạch, mật độ nhỏ hơn vật chất trong lòng Trái Đất. Đi sâu vào Trái Đất, càng sâu mật độ càng lớn, ở tâm Trái Đất mật độ đạt trên 17 lần mật độ nước. Rất nhiều người cho rằng, nhân Trái Đất chủ yếu là do Fe và Ni cấu tạo thành. Nhưng điều đó còn chờ thăm dò và chứng minh.

Ngày nay tuy vẫn chưa thể có được phương pháp trực tiếp đo đạc tình hình sâu trong lòng đất, song đại thể đi từ bề mặt xuống Trái Đất có các lớp: vỏ Trái Đất độ sâu 39 km, lớp cùi đến độ sâu 2900 km, cuối cùng là nhân Trái Đất. Tình trạng trong lòng đất đối với con người mà nói còn là một câu đố. Nhưng ở đó nhiệt độ rất cao, áp suất rất lớn, vật chất dày đặc là điều chắc chắn.