地球内部物理学
内核は固体と考えられるが、ポアソン比は0.44程度と液体の0.5に近く、S波伝播速度は小さく 3 km s 程度で剛性率が低いことを示唆する。
内核は地球の自転軸方向は赤道面内よりも地震波を速く伝えるため、異方性が存在することが判っている。この軸対称の走時異常は内核の対流に起因し、鉄の結晶軸を特定の方向に揃える役割を果たしていると考えられている。
密度が完全に均一な半径 a、質量 M の球の慣性モーメント C は以下の式で表される。
C = 0.4 Ma
一方で、地球の形は回転楕円体で近似され、さらに月や人工衛星の軌道の解析、および地球の歳差運動周期から三軸不等としてそれぞれ以下の慣性モーメントが求められている。これらは約 0.33 Ma と、密度が均一と仮定した場合より小さいことから中心に向かうにつれ密度が増大していることが判る。また均質な物質であっても地球内部では深度、圧力の増大に伴い圧縮され、密度は徐々に増大し均一とはならない。ここで C軸がほぼ地球の自転軸となる。
C = 0.330701 ± 0.000002 Ma
A = 0.329615 ± 0.000002 Ma
B = 0.329622 ± 0.000002 Ma
弾性論的に導かれる地震波伝播速度と密度との関係式から、断熱圧縮率 χ s {\displaystyle \chi _{s}} は P波および S波の伝播速度と以下の関係が成立する。
1 ρ χ s = V p 2 − 4 3 V s 2 {\displaystyle {\frac {1}{\rho \chi _{s}}}=V_{\mbox{p}}^{2}-{\frac {4}{3}}V_{\mbox{s}}^{2}}
物質の融点は圧力の増大に伴い上昇し、マントルの2点の深度 a {\displaystyle a} および d {\displaystyle d} における融点の間には以下の関係がある。ここで χ {\displaystyle \chi } は圧縮率である。
τ d τ a = ( χ ρ ) a ( χ ρ ) d {\displaystyle {\frac {\tau _{d}}{\tau _{a}}}={\frac {(\chi \rho )_{a}}{(\chi \rho )_{d}}}}
核を構成する物質については半実験式として以下の式が得られている。