Las observaciones directas de la Tierra se limitan a los kilómetros superficiales de la misma (aproximadamente 15 km), mediante la realización de sondeos, pozos, etc. Aunque se han efectuado sondeos directos a mayor profundidad, éstos plantean unas dificultades técnicas y un coste económico que ha determinado el uso de métodos indirectos para el estudio del interior terrestre. Entre los principales se encuentran los siguientes:
Métodos sísmicos
Son aquellos basados en el estudio del comportamiento de las ondas sísmicas provocadas bien por terremotos naturales, bien por pequeños sismos artificiales. Para la detección de esas ondas se utilizan instrumentos que reciben el nombre de sismógrafos. Básicamente, existen tres tipos de ondas sísmicas: ondas P, ondas S y ondas L. Las del tipo P, también llamadas primarias o longitudinales, son las más rápidas y las primeras en ser detectadas por los sismógrafos, ya que deforman los materiales por los que pasan en la misma dirección de su movimiento. A continuación, se detectan las ondas de tipo S, secundarias o transversales, que deforman los materiales en sentido transversal al de su marcha. Por último, las ondas L son las más lentas. En realidad, están formadas por la unión de dos subtipos de ondas, las Rayleigh y las Lave, que se desplazan por la superficie y producen en conjunto una deformación compleja.
Métodos magnéticos
Se basan en el estudio del campo magnético terrestre, para lo que se utilizan unos aparatos denominados magnetómetros. Gracias a estos aparatos se pueden elaborar mapas geomagnéticos con los que es posible detectar anomalías magnéticas del campo teórico que pueden ser debidas, por ejemplo, a la existencia de minerales metálicos en capas profundas de la corteza terrestre.
Métodos gravimétricos
Son aquellos que estudian el campo gravitatorio terrestre, para lo que se emplean aparatos denominados gravímetros. Al comparar el valor medio de la gravedad en la superficie terrestre (9,8 m/s') con los datos obtenidos en zonas concretas, se descubrieron anomalías gravitatorias importantes, positivas (de valor superior al teórico) en el caso de los océanos y negativas (de valor inferior) en las cadenas montañosas. Es decir, las montañas eran menos densas de lo que se suponía y los fondos oceánicos más de lo esperado, con lo que parecía demostrada la heterogeneidad interna de nuestro planeta.
Métodos de laboratorio
Es posible realizar experimentos a alta presión que simulan en el laboratorio las condiciones reinantes en el manto terrestre, e incluso en el núcleo, utilizando el compresor de yunque de diamante. Básicamente se compone de dos diamantes industriales entre cuyas puntas se sitúa la muestra, que va a ser comprimida mediante el giro de un tornillo que acerca ambas puntas. Mediante este dispositivo se obtienen presiones que pueden llegar al orden de los cuatro millones de atmósferas. La muestra, además, se puede calentar miles de grados centígrados por medio de un rayo láser que atraviesa los diamantes.
Estudio de los meteoritos
El análisis de los componentes de algunos meteoritos puede arrojar mucha luz sobre el origen del Sistema Solar, ya que a diferencia de otros cuerpos planetarios es frecuente que no generen el calor suficiente como para que tales componentes se vean alterados. Los meteoritos caídos en la Tierra se clasifican en tres tipos. La gran mayoría son Iitometoritos, compuestos principalmente por silicatos; les siguen los sideritos, de hierro y níquel, y los menos frecuentes son los siderolitos, una mezcla de los anteriores.
Meteoro de Ekaterimburgo. La mayoría de los meteoritos se desintegran al incorporarse en la atmósfera de la Tierra; no obstante, se estima que 100 meteoritos de diverso tamaño entran en la superficie terrestre cada año; normalmente sólo 5 o 6 de éstos son recuperados y son descubiertos por científicos.
