科学家可以通过观察哪些自然现象来推测地球内部的信息？

人们可以通过地震等自然现象去感知和探测地球内部，经过科学家的努力，针对这一自然现象的研究已经衍生出一门学科，即地震学。

地震学在维基百科上这样定义地震学：

Seismology ( /saɪzˈmɒlədʒi/; from Ancient Greek σεισμός (seismós) meaning earthquake and -λογία (-logía) meaning study of) is the scientific study of earthquakes and the propagation of elastic waves through the Earth or through other planet-like bodies. The field also includes studies of earthquake environmental effects such as tsunamis as well as diverse seismic sources such as volcanic, tectonic, oceanic, atmospheric, and artificial processes such as explosions. A related field that uses geology to infer information regarding past earthquakes is paleoseismology. A recording of earth motion as a function of time is called a seismogram. A seismologist is a scientist who does research in seismology.

简单来说，地震学就是研究地震以及地震波在地球内部传播的学问，通过地震波的传播，不仅可以帮助人类探测地下资源（石油、煤矿、盐层等），也对研究地球内部结构做出突出贡献。

由于地震波通常在与地球内部结构相互作用时有效传播，因此它们为研究地球内部提供了高分辨率的无创方法。其中一个最早的重要发现（由理查德·迪克森奥尔德姆于1906年提出，并由哈罗德·杰弗里斯于1926年明确表示）是地球的外核是液体。由于S波不通过液体，液体核心在地震的一侧产生“阴影”，与地震相反，没有观察到直接的S波。此外，P波穿过外核的速度比地幔慢得多。

利用地震层析成像处理来自许多地震仪的读数，地震学家已经将地球的地幔映射到几百公里的分辨率。这使得科学家能够识别对流单元和其他大尺度特征，例如核 - 地幔边界附近的大型低剪切速度省等。

图 通过地震波采样的地球内部的地震速度和边界

地震的测量历史学术界对地震的兴趣可以追溯到古代。关于地震自然原因的早期猜测包括在米利都的泰利斯（公元前585年），米利都的阿那西梅内（公元前550年），亚里士多德（公元前340年）和张衡（公元132年）的着作中。

公元132年，中国汉代的张衡设计了第一个已知的地震仪（史书记载）。

在17世纪，Athanasius Kircher认为地震是由地球内部通道系统内的火焰运动引起的。Martin Lister（1638年至1712年）和Nicolas Lemery（1645年至1715年）提出地震是由地球内的化学爆炸引起的。

1755年的里斯本地震，恰逢欧洲科学的普遍开花，启动了加强科学尝试，以了解地震的行为和因果关系。最早的回应包括John Bevis（1757）和John Michell（1761）的作品。密歇尔确定地震起源于地球内部，并且是由“在地表下方移动大量岩石”引起的运动波。

从1857年开始，罗伯特马利特奠定了仪器地震学的基础，并使用炸药进行了地震学实验。他还负责创造“地震学”这个词。

1897年，Emil Wiechert的理论计算使他得出结论，地球的内部由一层硅酸盐组成，围绕着铁芯。

1906年，理查德·迪克森·奥尔德姆（Richard Dixon Oldham）确定了P波，S波和地面波在地震图上的单独到达，并发现了第一个明确证据表明地球具有中心核心。

1910年，在研究了1906年 4 月的旧金山地震后，哈里菲尔丁里德提出了“ 弹性回弹理论 ”，这仍然是现代构造研究的基础。该理论的发展取决于早期关于弹性材料和数学行为的独立工作的重大进展。

1926年，哈罗德杰弗里斯是第一个根据他对地震波的研究声称，在地幔下面，地球的核心是液态的。

在1937年，英格莱曼确定地球的液态外核内有一个实心内芯。

到了20世纪60年代，地球科学已经发展到这样一个地步，即在现在已经确立的板块构造理论中，地震事件的因果综合理论已经融合在一起。

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