Der innere Kern der Erde ist eine Kugel mit einem Durchmesser von 2 400 km, die hauptsächlich aus festem Eisen besteht, das in einem äußeren Kern aus geschmolzenem Eisen rotiert. Die Wissenschaftler verwendeten seismische Daten aus Erdbeben und schlossen daraus, daß der innere Kern aus zwei unterschiedlichen Teilen besteht: einem kugelförmigen unteren Teil, umgeben von einer dünnen, unebenen oberen Schicht, die andere Materialeigenschaften zeigt. Diese Erkenntnisse werden wahrscheinlich das aktuelle Modell beeinflussen, wie die Erde und ihr Magnetfeld gebildet wurden.

Erdbeben erzeugen seismische Wellen, die gemessen werden können, wenn sie den Globus durchqueren. Song und Helmberger untersuchten seismische Wellen aus Erdbeben im südatlantischen Ozean, die durch den Erdkern nach Norden liefen und von Seismographen in Alaska und Kanada aufgezeichnet wurden. Diese Wellen reisten schneller als seismische Wellen, die von denselben Erdbeben ausgingen und von Seismographen in Korea registriert wurden. Der Grund für die unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeiten ist in der Anisotropie des inneren Kerns zu sehen: Seine Eisenkristalle sind so angeordnet, daß sich Wellen schneller in Nord-Süd-Richtung ausbreiten als in Ost-West-Richtung.

Song und Helmberger bemerkten allerdings, daß seismische Wellen von bestimmten Erdbeben einige Seismographen im Norden erreichten, bevor sie von anderen registriert wurden – und im Verlauf der Reise leicht verändert wurden. Das Paar grenzte die Quelle dieser Veränderungen auf den inneren Kern ein. Sie stellten fest, daß die oberen 200 Kilometer des inneren Kerns nicht anisotrop sind. Stattdessen leiten sie seismische Wellen in jede Richtung mit derselben Geschwindigkeit.

"Es ist als ob man einen Strohhalm in ein Glas Wasser hält", sagte Song. "Schaut man ihn sich von der Seite des Glases an, erscheint der Strohhalm geknickt. Das Licht wird gebrochen, ein wenig gekrümmt, wenn es aus dem Wasser in die Luft tritt. Auf dieselbe Weise wird die seismische Welle gebrochen, wenn sie durch die anisotrope Schicht des Kerns hindurchgeht und zurück in die sie umgebende isotrope Schicht."

Durch Messung der Brechung der seismischen Wellen und der Energie, die von der Grenzschicht reflektiert wurde, waren die Forscher in der Lage, die Form und Dicke der oberen Schicht des inneren Kerns zu bestimmen. Der Grund für diese Schichtbildung ist unklar. Die Wissenschaftler glauben, daß Druck, thermische und magnetische Kräfte, die im Zentrum der Erde am Werk sind, dazu führten, daß das Zentrum der Erde seine Form im Verlaufe der Zeit verändert.