De viktigaste observationella begränsningarna av rotationen i den inre kärnan kommer från seismologin. När en jordbävning inträffar färdas två typer av seismiska vågor ner genom jorden: de med markrörelse i vågens utbredningsriktning (p-vågor) och de med tvärgående rörelse (s-vågor). S-vågor rör sig inte genom den yttre kärnan eftersom de innebär skjuvspänning, en typ av deformation som inte kan uppstå i en vätska. I seismisk notation representeras en p-våg av bokstaven P när den färdas genom skorpan och manteln och av bokstaven K när den färdas genom den yttre kärnan. En våg som färdas genom manteln, kärnan och manteln igen innan den når ytan representeras av PKP. Av geometriska skäl skiljer man mellan två grenar av PKP: PKP(AB) genom den övre delen av den yttre kärnan och PKP(BC) genom den nedre delen. En våg som passerar genom den inre kärnan kallas PKP(DF). (Alternativa namn för dessa faser är PKP1, PKP2 och PKIKP.) Seismiska vågor kan färdas på flera olika vägar från en jordbävning till en viss sensor.
PKP(BC)- och PKP(DF)-vågorna har liknande vägar i manteln, så eventuella skillnader i den totala restiden beror främst på skillnaden i våghastighet mellan den yttre och inre kärnan. Song och Richards undersökte hur denna skillnad förändrades över tiden. Vågor som rör sig från söder till norr (som sänds ut av jordbävningar på Sydsandwichöarna och tas emot i Fairbanks, Alaska) hade en differential som förändrades med 0,4 sekunder mellan 1967 och 1995. Däremot uppvisade vågor som färdades nära ekvatorplanet (t.ex. mellan Tonga och Tyskland) ingen förändring.
En av kritiken mot de tidiga uppskattningarna av superrotationen var att osäkerheterna om jordbävningarnas hypocentrum, särskilt de i de tidigare registreringarna, orsakade fel i mätningen av restiderna. Detta fel kan minskas genom att använda data för jordbävningar med dubbletter. Detta är jordbävningar som har mycket likartade vågformer, vilket tyder på att jordbävningarna låg mycket nära varandra (inom cirka en kilometer). Med hjälp av doublettdata från Sydsandwichöarna kom en studie 2015 fram till en ny uppskattning på 0,41° per år.
Anisotropi i den inre kärnanRedigera
Song och Richards förklarade sina observationer i termer av den rådande modellen för anisotropi i den inre kärnan vid den tidpunkten. Vågorna observerades färdas snabbare mellan norr och söder än längs ekvatorialplanet. En modell för den inre kärnan med enhetlig anisotropi hade en riktning för den snabbaste resan som lutade i en vinkel på 10° från jordens spinnaxel. Sedan dess har modellen för anisotropi blivit mer komplex. De översta 100 kilometerna är isotropa. Därunder finns det en starkare anisotropi i en ”västlig” hemisfär (ungefär centrerad på Amerika) än i en ”östlig” hemisfär (den andra halvan av jordklotet), och anisotropin kan öka med djupet. Det kan också finnas en annan orientering av anisotropin i en ”innersta inre kärna” (IMIC) med en radie på cirka 550 kilometer.
En grupp vid University of Cambridge använde sig av restidsdifferentialer för att uppskatta längden på hemisfärgränserna med ett djup på upp till 90 kilometer under gränsen för den inre kärnan. Genom att kombinera denna information med en uppskattning av tillväxthastigheten för den inre kärnan fick de fram en hastighet på 0,1-1° per miljon år.
Skattningar av rotationshastigheten baserade på restidsdifferentialer har varit inkonsekventa. De som baseras på jordbävningarna på Sandwichöarna har de snabbaste hastigheterna, även om de också har en svagare signal, där PKP(DF) knappt framträder ovanför bruset. Uppskattningar baserade på andra banor har varit lägre eller till och med i motsatt riktning. Genom en analys begränsas rotationshastigheten till mindre än 0,1° per år.
HeterogenitetRedigera
En studie 1997 återbesökte data från Sandwichöarna och kom till en annan slutsats om ursprunget till förändringarna i restiderna, och tillskrev dem lokala heterogeniteter i våghastigheterna. Den nya uppskattningen av superrotationen sänktes till 0,2-0,3° per år.
Rotationen i den inre kärnan har också uppskattats med hjälp av PKiKP-vågor, som sprids från den inre kärnans yta, snarare än PKP(DF)-vågor. Uppskattningar med denna metod har varierat från 0,05 till 0,15° per år.
NormallägenEdit
Ett annat sätt att begränsa den inre kärnans rotation är att använda normallägen (stående vågor i jorden), vilket ger en global bild. Heterogeniteter i kärnan delar upp moderna, och förändringar i ”delningsfunktionerna” över tiden kan användas för att uppskatta rotationshastigheten. Noggrannheten begränsas dock av bristen på seismiska stationer under 1970- och 1980-talen, och den härledda rotationen kan vara positiv eller negativ beroende på modus. På det hela taget kan normala lägen inte särskilja rotationshastigheten från noll.