Waktu tempuh gelombang gempa telah mengungkapkan bahwa bumi memiliki struktur berlapis. Rincian analisis ditunjukkan pada Gambar. 16.8.
Tiga lapisan utama telah diidentifikasi, yaitu kerak- cangkang yang sangat tipis dengan tebal antara 4,8 km dan 48 km, mantel lapisan berikutnya setebal 2880 km dan inti bagian tengah dengan radius sekitar 3500 km. Kecepatan gelombang gempa berubah tiba-tiba pada kontak antara lapisan-lapisan ini, dan gelombang-S tidak dapat menembus zona cair karena merupakan gelombang geser meskipun gelombang-P (gelombang dorong) dapat lewat.
Pada kenyataannya struktur bumi yang sebenarnya lebih kompleks daripada yang disajikan di sini. Gelombang-P yang semakin cepat saat bergerak melalui bagian tengah inti menunjukkan bahwa bagian inti ini padat. Kerak bumi adalah cangkang tipis yang melapisi mantel. Perubahan nyata dalam kecepatan seismik memisahkan kerak dari mantel. Zona pemisahan ini adalah diskontinuitas Mohorovicic (Moho atau M-diskontinuitas).
Ketebalan kerak (atau jarak ke Moho) bervariasi antara 4,8 km dan 48 km. Ini memiliki ketebalan yang lebih besar di bawah benua daripada di bawah lautan. Itu paling tebal di bawah beberapa pegunungan muda. Bukti diskontinuitas Mohorovicic dijelaskan di bawah ini.
Stasiun seismik pada jarak kurang dari 800 km dari gempa dangkal menerima dua set gelombang P dan S. Karena satu set gelombang P dan S bergerak melalui kerak bumi dan yang lainnya terutama melalui mantel, kedua set tersebut bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Dengan mempelajari waktu tempuh gelombang ini di beberapa stasiun, kita dapat menghitung kedalaman perubahan kecepatan ini.
Perbedaan lain yang lebih kecil dalam kecepatan perjalanan gelombang telah mengungkapkan lapisan di dalam kerak bumi itu sendiri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 16.9. Kerak benua tampaknya granit karena batuan intrusif dan metamorf dari komposisi ini mendasari batuan sedimen yang menutupi sebagian besar permukaan dan juga karena batuan granit menampilkan kecepatan seismik yang diamati. Demikian pula lautan tampaknya ditopang oleh basal dan lapisan bawah di bawah benua tampaknya menjadi basal.
Kecepatan gelombang seismik berhubungan dengan sifat fisik medium yang dilaluinya. Oleh karena itu adalah mungkin untuk mendapatkan ide tentang materi yang terdiri dari bagian dalam bumi. Investigasi mengungkapkan bahwa berat jenis mantel bervariasi dari sekitar 3 di dekat bagian atas hingga sekitar 6 di dasarnya. Demikian pula, berat jenis inti bervariasi dari sekitar 9 di atasnya hingga sekitar 12 di tengah.
