人類是如何知道地幔、地核的組成的？
目前人類鑽的最深的井，位於俄羅斯科拉半島，深度10000多米，地殼平均厚度17000米，其中大陸部分平均厚度33000米。人類通過什麼手段得知地幔、地核的構成的？僅僅是通過熔岩還是其他方法呢？
知乎首答，
科學和歷史總是有些說不清道不明的聯繫。
1906年4月18日凌晨5點12分左右，美國舊金山發生里氏7.8級大地震，死亡人數5到6千，經濟損失將近1億美元。對米國人民來說，這算是歷史上的最大災難之一。（雖然放到全世界不見得如此）
正所謂天災和人禍是人類科學發展的催化劑。。。。
但是，咱先把米國放到一邊。
在遙遠的克羅埃西亞一個不知名的大學裡，有個天才氣象學及地震學家叫安德里亞 莫霍洛維奇：
他知道舊金山發生地震後就想了很多。他在克羅埃西亞國內建了些地震台，想觀測一些地震事件。說來也巧，就在1909年8月8日，克羅埃西亞國內就發生了地震。他拿到地震數據之後嘗試著用地震波的走時來計算地下岩石的地震波傳播速度，他也是（據我所知）第一個做這樣的計算的人。他的計算結果表明，地下54公里處左右，岩石的縱波和橫波速度有一個明顯的、突然的增高。這就是人類第一次發現地殼和地幔的邊界。今天我們知道，那54公里是他呆的地方地殼的大概深度，地球上其它地方地殼的深度變化是很大的 (例如海洋上基本都在10公里以內），但是研究殼幔邊界的方法還是基本上沿用莫霍洛維奇的套路。為了紀念他的發現，我們親切的稱這個地殼地幔邊界為莫霍洛維奇不連續界面，簡稱莫霍面。 從此，人類知道了跟自己腳下硬硬的岩石對於整個地球來說就是個薄薄的皮，這之下的東西不一樣，我們叫它地幔。至此，人類就知道這下面東西不一樣，具體怎麼不一樣，還沒人敢說。但是多年後的今天我們知道地幔的構成很均勻，都是超基性岩石 （基本上都是純橄岩）。怎麼知道的呢？我們還是按照時間順序來，放到後面再說。。。
然後我們來說地震後的米國。
米國不少知名大學的學者從此發糞塗牆，投身地震研究領域，其中就包括加州理工的哈利伍德和賓諾古登堡。伍德入行早一點，主要獻身於地震儀器的研究。這些儀器在全世界很快得到應用，地震監測和記錄從此蓬勃發展，這為之後古登堡的發現提供了重要的數據支持。
這個就是古登堡：
比莫霍洛維奇高端一點，他用到了全世界的地震數據。然後，發現了這樣的現象：
這稱作
想想，對於當時的人，他們不知道地球還有個地核，只知道地殼之下是地幔。而如果地殼下全是地幔的話，全世界哪裡都應該觀測的到這個地震。他們會說：好奇怪啊！為什麼啊！
古登堡就說了：因為有液態地核的存在。
縱波是被低速度的液態地核折射出的陰影帶，橫波就是被直接擋住了，因為橫波在液體內無法傳播。
這之後就有好多人投身在這地核和地幔的研究上，其中就包括丹麥女地球物理學家，英厄萊曼（她也是所謂軟流圈的發現者）：
進一步研究就是根據全世界地震台的數據算地下岩石的地震波傳播速度，聽起來跟前面莫霍老爺爺乾的事情差不多 （實際上有些區別，避免大家看睡著，這裡就不多說）。但是莫霍老爺爺只有自己國家小小克羅埃西亞的資料，萊曼有了全世界的資料，所以他能算出整個地球的速度。她的結果差不多就張這個樣子：
2000公里之下這個地方，縱波速度一下降了5-6千米每秒，橫波速度沒了！
這就完全說明了古登堡的假設，有液態的東西。這個東西，就叫外核。地幔和外核的邊界，後來也被命名為古登堡不連續界面。
但是萊曼沒停下，又再往下看了看。咦，4000公里之下的這個地方，橫波速度又不是0了，縱波速度也增加了，怎麼回事？
其實很簡單，又變成固體了，這就叫內核。
但是好多看客在這裡質疑：你妹的，你說外面呢一層液體把固體包住了的，橫波進不去，你咋搞出的橫波速度？坑爹呢？
有個東西叫轉換波，似乎跟今天的問題差的有點遠，就不說了。。。。
但是，總的來說，上面這張圖一出，標誌著人類基本認識了地球的內部分層。
題主看到這裡應該抓狂了：
我問的是組成！！！
別急，人就是先認識到分層，再考慮組成的。知道了分層，組成實際上就簡單多了。
之後就有另一個人登場了：
圖佐威爾遜（答主校友，他一生的成就簡直太多，不一一說了，我們總結他一般都說是板塊構造學說的奠基人。而且學地質的同學們應該都聽說過以他名字命名的」威爾遜旋迴「。）
圖佐威爾遜（答主校友，他一生的成就簡直太多，不一一說了，我們總結他一般都說是板塊構造學說的奠基人。而且學地質的同學們應該都聽說過以他名字命名的」威爾遜旋迴「。）
我們還是把回答集中到題主的問題上來。
我們知道了有地幔這麼個東西，（如題主說）但是給地球打洞我們人類連地殼上最薄的洋殼都打不穿，怎麼才能親密接觸到地幔呢？
威爾遜於1963年說了：地幔它自己會跑到地表來的。
那些地幔湧出（這個詞最形象）到地表來的地方，叫熱點，就是很熱很熱的點，有很多溫泉呢種。穿過地殼，湧出地表的地幔學名稱為地幔柱。
我們常常能聽到的地幔柱熱點的地方有冰島，米國夏威夷，米國黃石等等。
想要知道地幔組成，去這些熱點看石頭就行了。
另外，大洋中脊也是地幔出現在地表的地方，不是太容易進去，所以這裡不多說。
經過對全球幾十個熱點的岩石的研究，結合地震波的速度數據，人類認識地幔應該是在不停地塑性對流中，使得其組成比較單一，基本上是超基性的純橄岩。
那麼地核呢？
人都說，地核基本上是鐵鎳合金構成的。人見過嗎？
答案是：沒有。
那是怎麼知道的呢？
答案是：猜的。猜的。猜的。猜的。猜的。。。。
（吐血。。。。。）
人類無法直接觀測地核，現在對地核的認識來自於對宇宙其它天體（比如隕石）的認識，以及地球物理化學性質的推算。
那這不是坑爹嗎？
有點，但是沒辦法。
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第一次發也不知道圖掛了。。。。
這裡補上。。。。
請大家見諒哈
前面有答主介紹了地殼、地幔、地核之間的界面是如何發現的，我就來介紹下地殼和地幔的組成是如何確定的吧。
我們在地表看到的岩石，都屬於地殼物質。雖然我們無法直接觀察地球深部的物質，但是可以測定各種岩石中彈性波的傳遞速度，並將之與地震波通過地殼和地幔時的傳播速度進行比較，從而推斷地球深部的物質組成。
- 從洋底取到的最常見的岩石是玄武岩。玄武岩是一種由火山熔岩固結而成的岩石，化學組成富鐵富鎂，屬於鎂鐵質岩石。因為熔岩噴出海底很快發生冷卻，故組成玄武岩的礦物都非常細，一般小於1mm。
- 如果同樣地熔岩在海底以下一兩公里處的裂縫中慢慢凝結，其晶粒就可以長到幾毫米。這種緩慢冷卻形成的岩石，雖然成分和玄武岩一樣，但是晶體結構卻完全不一樣，地質學上稱為輝長岩。
由於穿過洋殼的地震波速和玄武岩或輝長岩中測得的彈性波速度基本一致，地質學家就認為海洋地殼是由這類岩石組成的。陸殼又有所不同，沉積層下最常見的岩石是花崗岩和片麻岩，但陸殼深部也是鎂鐵質的岩石。
地殼的岩石可以直接取心測試，但是地幔的組成物質又該如何確定呢？
在20世紀60年代的時候，地球科學家對於莫霍面以下的地幔究竟是何種岩石眾說紛紜。能夠傳遞彈性波而且具有更高波速的地幔岩石，肯定不是玄武岩或者輝長岩。當時，地質學界對此的認識分為兩派。
- 一派是認為地殼運動方向始終是垂直的「固定論」者，他們推測地幔的成分是化學成分與玄武岩相同，但礦物密度更大的榴輝岩；
- 另一派是倡導地殼水平運動不可忽略的少數「活動論」者（比如魏格納），他們傾向於是含硅、鋁、鈣較低，含氧化鎂較高，密度也更大的橄欖岩。
這兩種岩石對地震波傳播而言，效果是基本一樣的。所以光靠彈性波的速度這一參數是無法確定地幔的組成的。那怎麼辦呢？自然地，人們想到用傳統的鑽探手段來驗證。這就不得不提一下莫霍孔（Mohole）計劃。
計劃簡單粗暴，就是打一個深孔直達地幔，取出一個岩心看看莫霍面以下究竟是什麼岩石。在陸地上，莫霍面深30~50 km，要打穿是不可能的了；但洋底的莫霍面就要淺的多。如果把鑽孔放在深海底，鑽5km就能穿過洋殼進入地幔。
莫霍孔計劃由美國多學科研究會（AMSOC）提議，經美國自然科學基金會批准，上報國會申請財政撥款。那時，「阿波羅」登月計劃還沒啟動，科研資金充裕，再加上聽說蘇聯也要搞，計劃很快就審核通過。在1960年12月23日，美國自然基金會與洛杉磯的環球海洋勘探公司簽約，決定改裝CUSS-I 鑽探船，並定於1961年初進行第一次鑽探。
在鑽探之前還有兩個技術難題要解決。一是如何把解決深海上拋錨的鑽探船隻隨海浪飄動不固定的問題；二是深海下如何更換鑽頭並重返原孔。有了資金，這些都不是問題。很快，這些地球科學家們就發明了動力定位系統和返孔鑽進裝置完美解決以上兩個問題。
- 動力定位系統就是在鑽探船的前後左右裝4個馬達作為側向推進器。鑽探船到達預定地點後，就從甲板上丟一個信號裝置到海底。在海底的信號裝置是固定的，該裝置不斷發出信號，船上的計算機根據信號確認船體是否漂移，並根據數據自動校正發生的偏移。這樣就能將偏移控制在方圓50m的範圍內。解決了水平漂移，工程人員又設計了一套像可以吸收上下振動的「緩衝鑽桿」消除了上下顛簸的問題。
- 返孔鑽進裝置包括一個高解析度的掃描聲吶系統，一個直徑5m的返孔錐和一套鑽桿定位系統。返孔錐固定在海底，鑽頭進入取出都經過返孔錐。更換鑽頭時，通過定位系統確定返孔錐位置。
到1965年時該計劃費用達到了11200萬美元，除了取一堆洋殼的樣品，卻也沒有什麼拿得出手的成就。最後莫霍孔計劃只能遺憾地夭折了。但是從莫霍孔計劃發展起來的動力定位系統和其他深海鑽探技術，為日後的「深海鑽探計劃」和「大洋鑽探計劃」鋪平了道路。也算是失之東隅，收之桑榆吧。
說了這麼多，似乎還是不知道地幔的組成。目前，地球科學家們探測地幔物質主要依靠地球物理學和實驗礦物學、岩石學方法相結合的手段來進行。
- 對於上地幔，Ringwood通過玄武岩（來自地幔的部分熔融）與橄欖岩（推測是部分熔融的殘餘）以適當比例混合重建了它的組成。後來的研究中根據火山岩中地幔岩石捕虜體的研究成果進一步支持和完善了這個模型。
- 過渡帶和下地幔的物質組成，只能通過高溫高壓實驗模擬或者理論計算來進行討論。
對於看不見摸不著的東西，我們只能靠猜想，在「猜想—證偽—修正或再猜想」的過程中完善我們的認識。
另外， 2011年6月國際綜合大洋鑽探計劃（Integrated
Ocean Drilling Program, IODP）先後發布了2013—2023年未來十年的科學計劃和地幔莫霍鑽探初始可行性研究報告的最終版，使得「莫霍孔」計劃死而復生，成為未來十年大洋鑽探的終極目標。可以想像該計劃實現後，將會對莫霍界面以及地幔組成的研究產生重大的意義。
有點偏題，既然題主提到大陸深鑽，給大家扒點深鑽的趣聞。
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"目前人類鑽的最深的井，位於俄羅斯科拉半島，深度10000多米"
德國人表示不服，驕傲的德國人嚴重聲明：地球上最深的洞在德國。
德國人說，蘇聯的科拉超深鑽孔長度11000米，但實際深度只有七八千米（因為不直）；德國人打9000米的KTB深鑽時，研發了專門的技術不斷修正鑽頭的方向來保證井是垂直的，所以KTB才是目前大陸最深鑽（據介紹德國當年打這個鑽帶動了很多工業技術的發展，所以使用的技術是當時最先進的）。
德國KTB
鑽頭，深度越深用的鑽頭越來越小，深部壓力太大了（看看這個大小，就知道所謂的深鑽鑽到地獄飛出惡魔的說法多無稽了）
鑽頭，深度越深用的鑽頭越來越小，深部壓力太大了（看看這個大小，就知道所謂的深鑽鑽到地獄飛出惡魔的說法多無稽了）
從鑽井取出的岩芯樣品
從鑽井取出的岩芯樣品
三千多米深處的岩石，還是完整的
三千多米深處的岩石，還是完整的
六千米的時候，就只能取出渣渣了。
六千米的時候，就只能取出渣渣了。
為了取出這些渣渣，還專門發明了一種材料
靜止的時候是像果凍一樣的固態，使勁一搖晃就成了液態。這是我在KTB實習的時候最喜歡的玩具。
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蘇聯科拉深鑽計劃源於冷戰時期美蘇軍備競賽，太空競賽蔓延到了地下。
美國在1972年至1974年挖了口深9583米的勃爾茲·羅傑斯一號井（按德國人的說法，長9583米）。
蘇聯科拉超深井1966年開始設計，1970年開鑽，井深12260米，其中1983年深度已經達到了12000米，1983-1993年十年時間完成最後的262米。由於經費原因，2008年徹底廢棄（有流言，真正的原因是超自然的現象出現。由於鑽到了地獄，人們聽到了來自地獄的哀號並且有「可怕」的妖魔從井裡飛出來。很好奇這麼小個洞里能飛出個啥）。
前蘇聯的深鑽耗費了大量人力物力，但是並沒有為地學發展創造太大的價值。 倒是所有參加科拉計劃的人都在莫斯科分到一套房，工作期間月工資相當於大學教授的年薪（真是高福利啊！！！）。
德國KTB鑽探計劃在1977年提出，1987至1989年完成先導孔施工，1990至1994年完成主孔施工，主孔深度9101米，橫向誤差小於12米，該項目共耗費270,000,000歐元。1996年到2001年又在井裡安裝了地震儀。維護費用太昂貴，現在已經不運行了。KTB現在是一個旅遊景點和科普教育基地，我在那裡實習的時候，常常看到附近的居民帶小孩去參觀（再想想我國，心塞啊！！！我國第一台地震儀沒有地方願意接受，扔在南京大學的某個角落裡生鏽；雲南大理的地震試驗場只有在與中小學合作搞活動的時候才有人參觀，從沒有家長主動帶小孩去科普）。
目前，2008年卡達的阿肖辛油井（12,289米）和2011年俄羅斯的庫頁島的Odoptu OP-11井（12,345米）是最「長」的兩口井。
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維基科拉超深鑽孔提到中國8世紀就打出了1200米的井，實在難以想像，這個時間應該有誤，難道唐朝中國人掌握了外星科技么。
19世紀中國人在四川自貢鑿了一口深千米的「桑海井」和1200米的「火井王」，是19世紀中葉以前的世界最深井。李約瑟的《中國科技史》提到中國古代深井鑽井技術於11世紀前後傳入西方，20世紀以前世界上所有的深井基本都是採用中國技術打成的。
我國塔里木盆地的萬米深鑽不知道怎樣了。
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目前最前沿的應該是美國和日本牽頭聯合歐洲提出的綜合大洋鑽探計劃（IODP），該計劃由1968至1983年的深海鑽探計劃（DSDP）和1985至2003年的大洋鑽探計劃（ODP）發展而來，中國於2004年加入該計劃。
我國汶川地震以後在震中附近打6000米的深鑽。
日本東海大地震以後也在海底震中區開展自己的深海鑽探計劃。
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有人把在深部記錄的噪音編譯成音頻文件，聽起來跟恐怖片似的，類似於深淵恐懼的感覺。
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環球風雲
補充一下洞石同學
地幔柱這東西，不是永遠年輕的，有的地幔柱會變老凝固。美國黃石公園火山9000平方公里（上海面積6000㎞2），這麼大的火成岩，學名叫：火成岩省。那麼問題來了，有現象就得有理論解釋，地質學家思來想去覺得地幔柱理論解釋最靠譜，因為只有核幔邊界湧上來的岩漿才有這個量。所以火成岩省的主體岩石應該就代表地幔岩石
還有一種岩石叫金伯利岩，產金剛石的。形成原因就是在高溫高壓的地幔結晶然後遇到深大斷裂快速衝到地表淺層然後冷卻，從地幔帶上來的不僅是金剛石，還有一些地幔捕虜體，這些地幔捕虜體也可以用來研究地幔物質組成
洋中脊其實也是地幔物質噴出來的，但是洋脊我們釆不了標本怎麼辦。有種東西叫蛇綠岩套，是形成於洋中脊的東西，分三層，底層就是代表地幔物質，這種東西在一些古代的大陸邊緣可以觀察到（這些大陸邊緣原來在海底，後來滄海桑田變成陸地了）
至於地核是鐵鎳合金這個猜測，①密度，物探做出的資料計算出地核密度，結合地核所處溫度壓力，算出來大概就是鐵鎳成分才有這個密度。②地球化學丰度，地球元素含量排名鐵氧硅鎂硫鎳鈣鋁（這個是綜合了上地殼岩石、下地殼岩石、洋殼岩石、地幔物質岩石的地球化學數據得出的，第一個做做岩石分析的是地球化學祖師爺戈爾德斯密特），地球形成初期是一個超級熱以至於是液態的球體，當時的溫度地球成分均一，然後地球開始降溫了，重的元素如鐵，就開始往引力大的地心沉下去，然後由於鐵最多，所以能形成一個巨大的鐵核。③隕石，現在的隕石大致分類是鐵隕石（含鐵量很高，也就是隕鐵啦），石隕石（二氧化硅含量高），石鐵隕石，三種隕石一化驗發現和地球的岩石組成元素一致，然後就有人認為我們地球的天文時代是由小的隕石撞啊撞拼成大塊頭星子，然後吸啊吸形成的 。這些隕石以前也是行星，後來炸了碎成隕石（小行星帶成因解釋之一），這個行星中心部分有個鐵核，炸了就形成高鐵含量的鐵隕石，地球作為隕石的合體，而且演化了46億年。應該也會有個高鐵含量的核心
ps:貌似寫得不嚴謹啊，大神們輕點噴
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多謝RTKnight同學的提醒
地質學上的東西很多沒辦法驗證，比較前緣的就是岩石學實驗室了，它能重現岩漿岩的形成，幾百上千度的溫度，上萬帕斯卡的壓力。所以很多理論，沒辦法用重複實驗來驗證，這也是地質學被人說不是科學的原因之一，比如很多人都說「大構造胡說八道」的區域地質，包括現在通用的板塊漂移、用來補充板塊漂移的地幔柱學說、已經淘汰的槽台說，都是理論，用來解釋某些現象很合理，條條是道，但是對不對，誰也說不準。只能尋找越來越多證據來支持這個學說，誰也不能做一個幾百萬平方公里的剛性板塊去重複板塊漂移運動。
跑遠了，我所提的地幔柱、地幔捕虜體、蛇綠岩套等，很多都是理論。不是定律，不能像質量守恆、動能定理那樣嚴謹醬油黨覺得這個問題可大可小，我來說說一些自己對這個課題研究手段的理解，完全個人意見，看著玩玩。
研究地球內部有兩個軸要考慮，一個是距離地表深度，另一個是距離現在的時間。我們人類研究地球內部以及演化的信息來源基本都在（地表附近，此刻時間附近）這個坐標區域（點）附近，卻要推知一個二維的（面）地球演化結構模型，難度可想而知。好在大牛科學家和工程師們（還有早期哲學家們）智慧無窮，給出了很多方法手段可以去探索討論這個課題。
地震學最為直接，因為不同物質狀態（固體，液體，固液混合，超高壓量子態物質），物質成分和晶體結構都會直接影響地震波傳播的速度。所以乍一看通過地震波速度我們可以得出很多關於地球內部的結論，例如固體還是液體，晶體結構等等。。。可是真實情況完全不是這麼簡單，地球內部的壓力和溫度一直在隨時間和深度演化著，內部物質高溫高壓下如同流體一般在運動著，混合著。哪怕是恆溫恆壓恆定組成的物質，也會因為內部細微成分分布不同而改變波速。
地球化學和礦物物理給出了額外的信息來解釋地震學不能解釋的那些難點。因為地幔和板塊運動，科學家可以採集到來自地球內部的岩石樣品；因為隕石，我們可以獲得地球形成時飄散在太陽系的具有相同組成成分的樣品。經過各種定量分析（比如利用同位素判斷岩石經歷過的熔融過程，利用高溫高壓試驗判斷不同物質在地球內部的流變性質），我們得到的信息又多了一些。但是這些研究仍然存在各種局限性，因為在地球的不同區域樣品組成會有很大區別，那些共性的特質（組成，結構）有多有少，有必然也有偶然。究竟哪些結論是正確的，哪些是可行的，能被物理化學規律驗證的，會有很多爭論。
地球動力學這時候就會給出更多的信息約束。簡單說通過上面得到的信息我們可以構建地球的整體或者局部模型，然後用物理化學定律（比如質量，動量，能量和化學守恆）去觀察模型演化，看得到的演化結果是否符合上面所有的信息規律。動力學得到的結果不一定正確（大部分都不準確或者根本是不可能的），但是它能證偽通過地震學和地球化學得到的信息給出的一些猜想。
最終研究地球內部演化和結構這個課題，變成了各個領域科學家們合作（或對質）證偽的過程。但是因為科學思想和技術手段的進步，更多信息不斷加入，真理越辯越明，就有了現在的地球內部的模型。這不代表我們就得到結論了，比如最近10年高壓物理髮現的post-perovskite(一種新的物質相變狀態，在地幔和外地核交界處最有可能形成)會直接影響已經觀測到的密度和波速結論，再比如從地表補貨的地球中微子(geo-nutrino，一種極其難捕獲的中性粒子，在放射性元素演變時產生)，可以直接得到地核的溫度構成演化信息。這些新信息的加入讓研究地球內部變得越來越細緻，也越來越有趣。
想要了解知乎答題手的水平，就看自己專業內的問題，獲贊最多的是什麼水平就可以了。
江湖傳言：「大構造胡說八道，小構造吵吵鬧鬧」
具體地幔地核的組成是什麼，現在還是一種猜測，還是假說，因為我們無法直接獲取深部地層的樣品，最可靠的支撐就是地震波資料，根據地震解釋以及隕石的組成，曾經提出過很多假說。現在佔據主流的看法認為，地球內核和外核。內核可能是固態的，根據地球磁場的資料以及地震波資料，外核應當是液態或准液態的。至於地幔，根據深斷裂上涌的岩漿可以獲取一點資料，但是上部地幔應當是收到附近地殼以及洋殼消亡帶的影響，所以不同地區的樣品顯示的上地幔物質應當是有差別的。關於地幔物質循環的機制，現在也是有小循環和大循環兩種看法的，還有地幔柱學說，我個人感覺地幔柱學說還是比較有道理的。
奇怪，為什麼沒有人提到這個：
20世紀30年代中期，威格納以理論計算推測出在超高壓條件下，氣體氫有可能被壓成具有金屬性質的「金屬氫」以後，就使人們猜想，在具有極大壓力的地核里，也可能存在著金屬態的氫。由此，庫恩和里特曼提出了金屬氫地核說。
為了擺脫金屬地核說的困難，有些相信氫在地球形成過程中曾起重要作用的學者，便在原假說的基礎上提出了金屬氫化物地核說。
他們指出，不僅在理論上可以設想聚集為地球時大量氫加入，而且客觀上也可以觀察到這種情況。例如，在火山爆發時，噴出的大量氣體中就有許多氫；在冰島，人們觀察到氫氣連續地從好幾處地方的深部湧出；在地震前後，人們也發現一些活動斷層有氫氣的逸出。這些客觀的證據使他們相信，地球內部仍含有大量的氫。
一位蘇聯地質科學家認為地核是金屬氫化物組成的，在高壓下金屬能夠允許氫摻入，摻入的氫體積可以超過金屬本身體積的幾百到幾千倍，不僅形成了金屬氫化物，而且在地球的超高壓下氫化物又會金屬化，成為超高密度和高導電性的金屬相，這個問題有80年的歷史，在2015年才有了一些結果（參考資料3，注意到20世紀30年代中期到2015年大概也就80年……表示碉堡了），隨著超高壓技術的發展，人們已經觀察到了金屬氫的轉化反應，金屬氫由於其高密度，具有很高的儲氫能力，具有很廣泛的應用前景（火箭燃料，超導材料，聚變原料等等，金屬氫的超導轉變溫度據計算為200-300K，接近室溫，但是因為需要高壓，所以它在室溫下還不穩定），但是它的穩定性，製備條件，測試環境以及實現大體積高壓環境的技術困難都制約著我們對其的進一步了解
我們回答地核是什麼的時候，也在回答我們是否能還原地核的問題，什麼時候我們能製備出一個小型的地核，什麼時候我們就能回答這個問題
參考資料：1.地核是什麼組成的
2.無機化學叢書 第一卷：氫
3.為何土星貌似年輕20億歲？ 科學家把氫金屬化來解疑
這學期教小學六年級科學，剛好有一課在講這個問題，把課件涉及到問題相關的內容發上來。應該是比較通俗易懂的。（課件非原創，第一次教科學，從專職老師那兒拷過來的，然後自己修改調整了下）
有隻西瓜，如何判斷好壞？不能切開的話，就要拍幾下聽聲音
地震的時候就可以判斷地球內部結構。月亮也可以用類似方法探測，不過月球地質活動不活躍，只能人工製造月震
搞地質的大多是半仙
不是洛陽鏟么？
地球物理的方法，就是用物理的方法勘探地球內部（地震波，電磁波，重力異常，磁異常啥的）
我是通過學托福知道的，請為我的無知點贊
主要兩個途徑：
1.通過地震波研究。
2.通過隕石成分研究推測。
好多人說的挺詳細了。簡單來說：
1.礦物中可能會帶有來自地球深部的包裹體。這樣可以知道上地幔的成分
2.地震波。分層的位置、密度變化什麼的都是地震波解析給出的
3.知道密度什麼的，然後就好辦多了，某深度壓力知道，密度知道，那麼物質組成也就可以限定了。當然這是一個輔助因素，但由此確認地核中存在輕元素(如H)
4.根據碳質球粒隕石估測。我們認為碳質球粒隕石和地球原始組成一樣(除了氫、氦等強揮發的)
5.根據地球分異的原理猜。不就是重的下去輕的上來+長得像的一起活動嘛(當然實際複雜很多)
6.做實驗。高溫高壓實驗能力的提升貢獻很大。比如一個老問題，上地幔和下地幔的地震波不連續帶是物質界面(類似如鐵和銅)還是相變界面(類似如冰和水)。
其實人類不是「知道」，而是「相信」。雖然科學家們辛辛苦苦地搞了更多研究，但是說白了，理論只是理論，猜想只是猜想，到底是什麼樣子的，還是觀察靠譜。我覺得，人類對於未知事物的認識，例如原子結構/木星是什麼/人的心理構造等等，就像研究洋蔥——在剝開洋蔥之前，你可以純粹地猜測它內部的結構或者根據目前能觀察到的少量信息和以前的經驗提出理論、建立模型；或者，你也可以剝開它的皮，不用思考，直接去觀察。每剝開一層皮，你就能真正的知道一層關於洋蔥的現實(reality)，當你把所有的層次都剝完之後，你也許才能知道關於洋蔥的真相（truth）。剝開地球的所有層次有點不太實際，但是我認為，承認自己的對於它的無知是一種誠實的態度，好的態度。這些是我的大白話，不服的都來噴我吧，哈哈哈~~
科學需要想像力，猜猜猜！
部分是如樓上所說 分析各種震波通過地球的變化 進行理論設想構建 再加上火山噴出物分析 研究其它星球理化特徵等等手段綜合構建論證自己的理論 然後在一步步的完善驗證 也就能說個大概了 不過許多地殼之下的東西的狀態目前還是很難想像出來的 相關理論也還不完善
地震波只能判斷液體固體還是流體，還有地幔包體得知地幔成份。地核成份是猜測。
不說地震波和鑽井的事情，只從岩漿岩角度來說，地表有一些岩石稱之為捕擄體，這些捕擄體多出現在火山活動頻繁的地區，是由岩漿活動從地幔或近地幔帶出來的『樣品』。通過對捕擄體進行化學元素分析，人們可以了解地幔的化學成分。另外，也有一些非直接的樣品。 例如，從大洋中級噴出的玄武岩，是地幔部分熔融產物經過岩漿分異作用最後到達地表的。雖然在分異過程中主量微量元素髮生了很大的變化，但是放射性同位素比值，尤其是偏重的同位素比值可以近似視為不變的，這方面的研究也為地幔物質不均一性以及地幔端元概念奠定了基礎。
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