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모호로비치치 불연속면(不連續面)이라 불리는 지각과 맨틀 사이의 경계면을 발견했다.

그는 조선소 목수의 아들로 태어난 신동(神童)이었다. 15세에 이미 크로아티아어뿐 아니라 영어·프랑스어·이탈리아어를 구사했으며, 후에는 라틴어·그리스어·체크어·독일어도 했다. 그는 프라하대학교에서 물리학자 겸 철학자인 에른스트 마흐 교수의 지도로 수학 및 물리학을 전공했고 1875년에 졸업했다.

7년 동안 중등학교에서 교사로 근무한 후에 리예카 근처 베이커에 있는 왕립해양학교에 임용되어 기상학과 해양학을 강의했으며, 1887년 그곳에 기상관측소를 설립했다. 1891년 자그레브에 있는 메인기술학교 교수로 임용되어 이곳에서도 연구를 계속했다. 그는 1892년 그곳의 기상대장으로 선임되었고, 1897년에는 자그레브대학교에서 박사학위를 받았다.

모호로비치치는 1908년에 자그레브 관측소에 새롭고 발전된 지진기록장치를 갖추는 데 성공해 이 관측소를 유럽에서 가장 진보된 곳의 하나로 만들었다. 이 지진기록장치는 이듬해 10월 8일에 쿨파 계곡에서 발생한 파괴적인 지진을 기록했다. 이곳의 지진기록자료와 다른 관측소의 기록자료로부터 그는 일부 지진파(地震波)는 예상보다 빨리 관측소에 도달한다는 사실을 관측했다.

그리고 지진은 그때부터 지각(地殼)이라 불리는 지구의 외부층에서 집중적으로 발생하며, 빠른 지진파는 지구의 내부층(맨틀)을 통과해 진행한다는 사실을 추론했다. 지각과 맨틀 사이에는 후에 모호로비치치 불연속면이라 명명된 면이 있다. 상당한 시간이 경과한 후 더 정밀한 기구에 의한 관측으로 불연속면이 확인되었다. 간단히 '모호면'이라 불리기도 하는 이 지각과 맨틀 사이의 경계면은 대륙지각에서는 약 35㎞ 깊이에, 해양지각에서는 약 7㎞ 깊이에 위치한다. 신형 측정장치는 이 경계면에서 지진파의 속도가 8㎞/s 이상으로 급속히 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 모호로비치치는 이후 진앙(震央)의 위치를 알아내는 기술을 개발하고 지진파의 진행시간을 계산했다. 또한 그는 일찍이 내진(耐震) 건물의 필요성을 역설한 사람이었다.