Изучение внутреннего строения Земли проводится геофизическими методами, и главным из них является сейсмический метод. Суть его заключается в том, что на поверхности путем взрыва создают искусственные упругие колебания, которые довольно быстро распространяются в глубь Земли. Особенность этих волн в том, что их скорость в плотных грунтах больше, чем в рыхлых. Проходя границу сейсмического раздела, упругие волны разделяются и часть возвращается вновь на поверхность, где улавливаются чуткими приборами и изучаются.
Выделяя границы раздела прохождения сейсмических волн и отмечая их различные скорости, ученые установили внутреннее строение Земли. Верхний твердый слой Земли носит название земной коры. А нижняя граница проходит по поверхности Мохоровичича (название дано в честь югославского геофизика, впервые установившего эту границу). Над этой границей скорость прохождения сейсмических волн составляет 7,1 — 7,4 км/сек, а ниже возрастает до 8,2 км/сек.
По своему составу земная кора делится на две резко различимые части. Континентальная кора имеет мощность 25 — 75 км и состоит из осадочного, гранитно-метаморфического и базальтового слоев. В океанической коре гранитно-метаморфический слой отсутствует, поэтому здесь ближе всего до мантии Земли.
Благодаря геофизическим методам установлено, что внешняя мантия имеет определенную расслоенность. На глубине около 200 км под материками и около 50 км под океанами распространен слой, впервые установленный немецким геофизиком Ю. Гутенбергом в 1914 г. Скорость распространения, упругих волн здесь резко снижается, а это, в свою очередь, свидетельствует о размягченном состоянии вещества. Этот слой позднее получил название слоя Гутенберга или астеносферы. Породы над астеносферой находятся в твердом состоянии и образуют совместно с земной корой литосферу.
Ниже астеносферы, на глубинах свыше 250 км под континентами и 400 км под океанами, находится слой (средняя мантия), получивший название слоя Голицина (в честь русского ученого Б. Б. Голицина, впервые указавшего на существование этого слоя). Плотность вещества в этом слое увеличивается, и одновременно возрастают скорости сейсмических волн. Считается, что слой Голицина слагается сильно уплотненными силикатными породами.
Нижняя мантия характеризуется еще большей плотностью вещества и значительными скоростями прохождения сейсмических волн. Предполагается, что она состоит из силикатов, обогащенных железом и никелем.
Одной из характерных особенностей ядра является снижение скоростей прохождения сквозь него сейсмических волн. Это считается веским основанием для вывода о наличии в ядре внешнего жидкого слоя. Скорости упругих волн с глубиной вновь возрастают, а это — свидетельство о новом уплотнении вещества. Плотность вещества в центральной части ядра превышает плотность вещества земной коры почти в 4 раза.