Примечательно, что на Землю каждые 33 года выпадают метеорные дожди из созвездия Льва. Эти метеоры, названные Леонидами, фиксировались и в давние времена нашими предками. Упоминания об этих звездных дождях обнаружены в арабских летописях, датируемых 902 г. Японские звездочеты отмечали обильное падение звезд в ноябре 867, 1002, 1035 гг. Напуганные столь точной периодичностью, японские императоры поспешили объявить амнистию заключенных, усмотрев в этом ужасающем повторении божественное провидение.

Активное изучение структуры вещества Земли началось лишь с развитием геофизических методов исследования, в т. ч. и сейсмологического, суть которого заключается в изучении изменения скоростей распространения упругих колебаний или сейсмических волн в различных по структуре средах. Издавна было известно, что звуковая волна гораздо быстрее распространяется по плотным средствам, чем по воздуху, именно поэтому, приложив ухо к земле, можно было гораздо раньше услышать топот скачущей лошади. Этим же свойством обладают и сейсмические волны.

Недоступная для непосредственного анализа толща Земли (напомним, что даже самая глубокая скважина позволяет исследовать лишь тонкий слой коры) стала приоткрывать свои тайны только в XX в. Впервые регистрировать изменения скорости распространения колебаний стали сейсмологи во время землетрясений.

Так, хорватский исследователь Андрей Мохоровичич обнаружил, что на глубине порядка 50 км происходит резкое изменение скорости распространения сейсмических волн. Другие сейсмологи зарегистрировали аналогичные изменения во всех частях света. Полученные данные проанализировали и пришли к выводу, что Земля имеет неоднородную структуру и на глубине 50–55 км проходит граница между двумя ее слоями — корой и мантией (названная затем границей Мохоровичича).

Однако ждать землетрясений, вызываемых разного рода катаклизмами и войнами, чтобы провести исследования глубинных недр, было неудобно, поэтому со временем стали «пропускать» через землю искусственно созданные упругие колебания; предела распространения сейсмических волн практически не было, поэтому стало возможным суждение (правда, косвенное) о детальном строении нашей планеты. Упругая волна, пройдя через слои Земли, поменяв свою скорость распространения, возвращается в место наблюдения и фиксируется высокочувствительным сейсмографом.

С открытием экспериментальной возможности «пропускания» через Землю сейсмических волн появились десятки аналогичных исследований по всему миру. Спустя 5 лет с момента обнаружения «Мохи» американский геофизик Бено Гутенберг обнаружил увеличение скорости распространения сейсмических волн на глубине 2900 км. Новое открытие свидетельствовало о том, что в центре Земли под гигантским давлением находится вещество, плотность которого значительно меньше мантийной.

Более того, поперечные волны (особая разновидность волн, которые характеризуются колебаниями частиц среды, перпендикулярными к направлению распространения самой волны) на этом уровне полностью гасились, что в принципе возможно только при распространении колебаний в жидкости. Новое открытие было невероятным — в толще Земли находится жидкое ядро!

При дальнейшем исследовании оказалось, что и само ядро имеет неоднородную структуру, поскольку часть продольных волн (более быстро распространяющихся и не гасимых жидкостью, для которых характерно колебание частиц среды по направлению распространения волны) при прохождении ядра изменяет направление и увеличивает скорость прохождения.

Только через 15 лет было дано убедительное объяснение этому парадоксальному на первый взгляд факту. Датский сейсмолог Инга Леман предположила, что в жидком ядре находится еще одно — твердое, причем плотность его значительно превышает мантийную. Та часть волн, которая при своем распространении «пересекает» внутреннее твердое ядро, по логике вещей должна увеличивать скорость и отклоняться.

Так схематично можно представить глубинное строение нашей планеты

Дальнейшие геофизические исследования показали, что ядро обладает исключительно высокой электропроводностью, что свидетельствует либо о его металлизированном, либо плазменном состоянии. Каков же химический состав ядра Земли? Большинство ученых со времен Ньютона придерживались мнения, что ядро минимум наполовину должно состоять из железа.

Основой подобного убеждения были расчеты геохимиков, показавшие, что земля на треть состоит из железа, плотность же коры вдвое меньше плотности самой Земли, следовательно, как раз ядро могло восполнить образовавшийся в расчетах дефицит. Кроме того, все небесные тела, найденные учеными, имели преимущественно «железное» строение, а по мере увеличения глубины залегания пород в их структуре увеличивался процент содержания железа.

Приблизительно до 1960-х гг. научные споры не подвергали сомнению предположение Ньютона, лишь состав «примесей» в ядре не был, по мнению исследователей, однозначным. Никель, присутствовавший в веществе метеоритов, составил бы гораздо большую плотность ядра, нежели это высчитали сейсмологи. Вероятнее всего, это более легкий элемент, например сера или кремний, но не было способа доказать это.

В Институте физики высоких давлений АН СССР в 1963 г. был искусственно создан кварц, плотность которого была в 2 раза больше обычного. В структуре кристалла этого минерала атом кремния был окружен не 4, а 6 атомами кислорода. Давление, при котором был получен удивительный минерал, составляло 145 тыс. атм, что равно давлению на значительных глубинах мантийной оболочки. Значит, в недрах Земли под воздействием гигантских давлений и температур из силикатных горных пород (самых распространенных на нашей планете) могли появиться минералы, образованные оксидом кремния в значительно уплотненном варианте.