¿Ves esa cosa verde al lado de la moneda de 2 euros? Esa es una pieza del manto. Se llama manto xenolito y fue llevado a la superficie por el magma.
Conocemos la composición del manto por la presencia de xenolitos. Conocemos muchas de las propiedades del manto y el núcleo debido a las observaciones geofísicas (p. Ej., Propagación de ondas sísmicas por refracción y reflexión), así como otras cosas, como el campo magnético.
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El hidrógeno líquido y el helio no pueden existir más que a temperaturas muy bajas o presiones muy altas. Sabemos que el interior de la Tierra es cálido, por lo que descarta las bajas temperaturas. ¿Pero qué pasa con las altas presiones? Bueno, sabemos que la presión dentro de la Tierra es alta, pero ¿es lo suficientemente alta para el hidrógeno líquido y / o el helio? (Y mucho menos la forma sólida de cualquiera).
Sin embargo, una de las cosas interesantes es la relación entre presión, temperatura y volumen. Si la presión aumenta y el volumen no, entonces la temperatura también tiene que aumentar. Si la presión aumenta y el volumen aumenta, la temperatura puede permanecer igual (o incluso reducirse si el volumen aumenta más). Sabemos que la Tierra no se está expandiendo (esa es una hipótesis insostenible que no está respaldada por evidencia física), por lo que el volumen debe permanecer igual, por lo tanto, a medida que aumenta la presión, también lo hace la temperatura.
Este es el diagrama de fase para el hidrógeno:
En teoría, el núcleo de la Tierra podría soportar hidrógeno líquido, con una temperatura de aproximadamente 6,000 K y aproximadamente 3 × 10 ^ 6 bar de presión, pero sería imposible que se forme hidrógeno metálico. Sin el efecto dinamo de un cuerpo metálico sólido que gira dentro de un líquido, no se generaría ningún campo magnético. Entonces, la presencia del campo magnético de la Tierra descarta un núcleo de hidrógeno. Y el helio tampoco lo cortaría (ya que no es metálico).
Los planetas como Júpiter y Saturno pueden generar campos magnéticos debido al hidrógeno metálico debido al tamaño de corte de esos planetas: son masivos. Mucho más masivo que la Tierra, y las presiones en sus interiores son igualmente más masivas, lo que permite que existan diferentes condiciones allí que aquí.
