만유 인력 : 질량을 가진 모든 물체 사이에서는 만유 인력이라는 힘이 작용하는데, 이 힘은 두 물체가 서로에게 영향을 주는 힘으로서, 두 물체의 질량, 두 물체 사이의 거리에 관계한다. 수식을 통하면 아래와 같이 표현 가능하다.

(F : 만유 인력, G : 만유 인력 상수, M₁ : 첫 번째 물체의 질량,
M₂ : 두 번째 물체의 질량, R : 두 물체 사이의 거리)

만유 인력의 방향은 항상 지구 중심을 향하며, 적도 지방보다 극 지방의 만유 인력이 더 크다.

원심력 : 돌멩이를 실에 묶어서 실을 잡고 하늘에서 빙빙 돌린다고 생각하자. 내가 잡고 있던 실을 놓으면, 돌멩이는 공중 밖으로 날아갈 것이다. 이것은 돌멩이를 돌릴 때, 그 밖으로 힘이 작용하고 있었기 때문이다. 이 힘을 원심력이라고 하며, 물체의 속도가 일정한 원운동을 할 때 원운동의 바깥쪽으로 작용하는 가상적인 힘을 말한다. 수식으로 나타내면 다음과 같다.

F = mrw²
(F : 원심력, m : 물체의 질량, r : 물체의 반지름, w : 각속도)

지구에서의 원심력은 각 위도에 따라서 다르며, 적도에서의 원심력이 가장 크고, 극에서는 0이다.

그림에서 볼 수 있듯이, 극지방에서는 바깥을 향하는 힘인 원심력이 없고 만유 인력이 가장 크므로, 중력도 최댓값을 나타낸다. 반면에 적도지방에서는 만유 인력이 최소이고, 원심력은 최대이므로 중력이 가장 작아진다.

중력 이상 = 실제 측정된 중력 - 계산된 표준 중력

지진파는 지표로부터 깊이 들어갈수록 지각에서 그 속도가 증가하다가 지각과 맨틀의 경계(모호로비치치 불연속면/모호면)에서 그 속도가 불연속적으로 증가하게 되고, 맨틀 상부에 위치한 지하 300~400㎞ 부근의 연약권에서 약간 감소한다. 그런 다음 다시 증가하다가 P파는 지하 2,900㎞ 지점(구텐베르크면/맨틀과 외핵의 경계)에서 급격히 속도가 감소하고, S파는 더 이상 전달이 되지 않는다. P파는 지하 5,100㎞ 지점(레만면/외핵과 내핵의 경계)에서 그 속도가 다시금 불연속적으로 급격히 증가한다.

지구 전체가 층상구조를 이루고 있는 이유 : 지구는 대기권-수권-암권(암석질-철질) 등의 순서로 층상구조를 이루고 있는 데, 이는 무게가 가벼운 물질에서부터 무거운 물질까지 순서대로 위에서 아래로(지구 중심) 분포되어 있다. 이는 밀도가 큰 물질이 아래쪽에 위치하는 이치와 같다. 암권의 층상구조에 따른 질량과 부피비는 아래의 표와 같다.

지구 내부의 탐사 방법
① 직접조사방법 : 시추에 의한 채집, 화산분출물 등을 통해 지구내부의 물질을 어느 정도 조사할 수가 있다. 하지만 시추기술의 한계로 현재 13㎞ 정도까지 파고 들어가 본 것이 고작이고, 화산분출물을 통해 얻어지는 정보 또한 지구내부의 심부까지 조사하는 데는 한계가 있다.

② 간접조사방법 : 지진파탐사, 운석의 연구, 지구물리량 측정, 고온·고압실험 등을 통해 지구 내부의 물질과 구조 등의 정보를 얻어내는 방법이다. 특히, 지진파탐사는 지구과학의 혁명을 일으켰을 만큼 유용한 수단이라고 할 수 있다.

지구물리량 측정은 중력이상, 자기이상, 지각열류량 등의 측정을 말한다.

층상별 특징과 구성 물질