Principalele constrângeri observaționale asupra rotației nucleului intern provin din seismologie. Atunci când are loc un cutremur, două tipuri de unde seismice se deplasează în jos prin Pământ: cele cu mișcare a solului în direcția în care se propagă unda (unde p) și cele cu mișcare transversală (unde s). Undele S nu se deplasează prin nucleul exterior deoarece implică o tensiune de forfecare, un tip de deformare care nu poate avea loc într-un lichid. În notația seismică, o undă p este reprezentată prin litera P atunci când călătorește prin crustă și mantaua și prin litera K atunci când călătorește prin nucleul exterior. O undă care traversează mantaua, nucleul și din nou mantaua înainte de a ajunge la suprafață este reprezentată prin PKP. Din motive geometrice, se disting două ramuri ale PKP: PKP(AB) prin partea superioară a nucleului exterior și PKP(BC) prin partea inferioară. O undă care trece prin nucleul interior este denumită PKP(DF). (Denumirile alternative pentru aceste faze sunt PKP1, PKP2 și PKIKP.) Undele seismice pot parcurge mai multe trasee de la un cutremur până la un anumit senzor.
Undele PKP(BC) și PKP(DF) au trasee similare în mantaua, astfel încât orice diferență în timpul total de deplasare se datorează în principal diferenței de viteză a undelor între nucleul exterior și cel interior. Song și Richards au analizat modul în care această diferență s-a modificat în timp. Undele care călătoresc de la sud la nord (emise de cutremurele din Insulele Sandwich de Sud și recepționate la Fairbanks, Alaska) au avut o diferență care s-a modificat cu 0,4 secunde între 1967 și 1995. În schimb, undele care se deplasau în apropierea planului ecuatorial (de exemplu, între Tonga și Germania) nu au prezentat nicio schimbare.
Una dintre criticile aduse primelor estimări ale super-rotației a fost aceea că incertitudinile privind hipocentrele cutremurelor, în special cele din înregistrările anterioare, au cauzat erori în măsurarea timpilor de deplasare. Această eroare poate fi redusă prin utilizarea datelor pentru cutremurele dublete. Acestea sunt cutremure care au forme de undă foarte asemănătoare, ceea ce indică faptul că cutremurele au fost foarte apropiate unele de altele (la o distanță de aproximativ un kilometru). Folosind date de dublete din Insulele Sandwich de Sud, un studiu din 2015 a ajuns la o nouă estimare de 0,41° pe an.
Anizotropia nucleului interiorEdit
Song și Richards și-au explicat observațiile în termenii modelului predominant al anizotropiei nucleului interior la acea vreme. S-a observat că undele se deplasau mai repede între nord și sud decât de-a lungul planului ecuatorial. Un model pentru nucleul intern cu anizotropie uniformă avea o direcție de deplasare cea mai rapidă înclinată la un unghi de 10° față de axa de rotație a Pământului. De atunci, modelul pentru anizotropie a devenit mai complex. Primii 100 de kilometri sunt izotropi. Mai jos, există o anizotropie mai puternică într-o emisferă „vestică” (aproximativ centrată pe Americi) decât într-o emisferă „estică” (cealaltă jumătate a globului), iar anizotropia poate crește odată cu adâncimea. De asemenea, este posibil să existe o orientare diferită a anizotropiei într-un „nucleu cel mai interior” (IMIC) cu o rază de aproximativ 550 de kilometri.
Un grup de la Universitatea din Cambridge a folosit diferențele de timp de călătorie pentru a estima lungimile limitelor emisferelor cu o adâncime de până la 90 de kilometri sub limita nucleului interior. Combinând aceste informații cu o estimare a ratei de creștere pentru nucleul intern, au obținut o rată de 0,1-1° pe milion de ani.
Stimările ratei de rotație bazate pe diferențialele de timp de călătorie au fost inconsistente. Cele bazate pe cutremurele din Insula Sandwich au cele mai rapide rate, deși au și un semnal mai slab, PKP(DF) abia ieșind deasupra zgomotului. Estimările bazate pe alte trasee au fost mai mici sau chiar în direcția opusă. Printr-o analiză, rata de rotație este constrânsă să fie mai mică de 0,1° pe an.
HeterogenitateEdit
Un studiu din 1997 a revizuit datele din Insulele Sandwich și a ajuns la o concluzie diferită cu privire la originea schimbărilor în timpii de deplasare, atribuindu-le eterogenităților locale în viteza valurilor. Noua estimare pentru super-rotație a fost redusă la 0,2-0,3° pe an.
Rotația nucleului intern a fost, de asemenea, estimată folosind undele PKiKP, care se împrăștie de pe suprafața nucleului intern, mai degrabă decât undele PKP(DF). Estimările folosind această metodă au variat de la 0,05 la 0,15° pe an.
Moduri normaleEdit
O altă modalitate de a constrânge rotația nucleului intern este folosirea modurilor normale (unde staționare în Pământ), oferind o imagine globală. Heterogenitățile din nucleu împart modurile, iar modificările în „funcțiile de divizare” în timp pot fi folosite pentru a estima rata de rotație. Cu toate acestea, acuratețea lor este limitată de lipsa stațiilor seismice din anii 1970 și 1980, iar rotația dedusă poate fi pozitivă sau negativă în funcție de mod. În general, modurile normale nu sunt capabile să distingă rata de rotație de zero.
.