Среди ученых нет единого мнения о химическом составе оболочек и ядра Земли. По последним данным, на Земле существует 285 химических элементов и их изотопов. В 1889 г. американский геохимик Ф. Кларк впервые определил средние содержания химических элементов в земной коре. В честь него академик А. Е. Ферсман в 1923 г. предложил называть кларками средние содержания химических элементов в земной коре, рассчитанные на весь ее объем и выраженные в весовых или объемных процентах. По данным академика А. П. Виноградова, опубликованным в 1960 г., 99,48% состава земной коры дают в сумме девять элементов: кислород (47,00%), кремний (29,50%), алюминий (8,05%), железо (4,65%), кальций (2,96%), натрий (2,50%), калий (2,50%), магний (1,87%), титан (0,45%).

Если сдавить пальцами обычную школьную резинку, а затем прекратить сжатие, то резинка полностью восстановит свой объем и форму. Такое свойство вещества сопротивляться изменению его объема и формы под воздействием механических напряжений называется упругостью. Чем плотнее вещество, тем большими упругими свойствами, т. е. сопротивлением растяжению и сжатию, оно обладает.

Температура земных недр с глубиной нарастает. Об этом свидетельствуют вулканические извержения и рост температуры при погружении в глубокие шахты и буровые скважины. Своеобразными «термометрами» являются первичные очаги вулканов. Они располагаются на глубинах около 100 км, где вещество Земли находится в расплавленном состоянии. А температура плавления лав известна и равна около 1200°С.

Давление в любой точке внутри Земли измеряется весом столбика вещества с поперечным сечением 1 см 2 и длиной, равной расстоянию от данной точки до земной поверхности. Вещество Земли с глубиной испытывает все большее воздействие давления вышележащих толщ горных пород и в связи с этим все более уплотняется. Учитывая плотность Земли и изменения ускорения силы тяжести, ученые подсчитали давление на различных глубинах. По В. А. Магницкому, на глубине 1 км давление равно 275 атм; у подошвы земной коры на глубине 50 км — около 13 000 атм. На границе мантии и ядра (2900 км) давление составляет около 1,3— 1,4 млн. атм, а в центре Земли — свыше 3 млн. атм. На больших глубинах с возрастанием давления существенно изменяется и строение вещества Земли.

Плотность вещества определяется отношением его массы к объему и измеряется в г/см 3. Масса Земли составляет 5,98-10 27 г, а объем— 1,083*10^27 см3. Следовательно, средняя плотность Земли равна 5,52 г/см 3. Это значение было вычислено еще И. Ньютоном. Но фактические измерения плотности горных пород, слагающих верхнюю оболочку — земную кору, дают значения плотности, не превышающие 2,4—2,9 г/см 3. Отсюда напрашивается вывод, что плотность вещества глубинных частей Земли должна быть значительно выше. Это подтверждается и геофизическими исследованиями. По подсчетам ученых, на глубине 2900 км плотность вещества Земли равна 5,5—5,7 г/см 3. А непосредственно ниже этой границы она скачкообразно возрастает до 9,5—10,0 г/см 3. В центре Земли плотность вещества, возможно, превышает 12,5 г/см3.