Struktura Zemlje

Presjek Zemlje od jezgre do egzosfere. Slika nije u mjerilu.

UnutrašnjostZemljeje podijeljena na tri glavna sloja: vanjskusilikatnukoru,visoko viskozanplašttejezgrukoja je opet podijeljena na tekuću vanjsku i krutu unutarnju. Podaci o Zemljinoj unutrašnjosti dobiveni sugeofizičkimmjerenjima.Brzinaseizmičkih valova mijenja se kada se promijeni medij u kojemu se gibaju. Iz tih podataka može se dobiti dubina na kojoj se nalaze navedeni slojevi. Računanjem volumena i mase Zemlje možemo odrediti igustoću.Kako znamo gustoću površinskihstijena,možemo na temelju ukupne gustoće aproksimirati i gustoću stijena koje čine ostale slojeve. Postoje još neki indikatori svojstava unutarnjih slojeva.

Kora

Koraje vanjski dio Zemlje čija je veličina zanemariva u odnosu na cijelu Zemlju. Razlikujemooceanskuikontinentalnukoru.Seizmički valoviputuju brže kroz oceansku nego kroz kontinentalnu koru. Oceanska koraje gušća i tanja – prosječna debljina je 7 km, ali varira od 5 do 8 km. Gornji dio je izgrađen odbazalta,donji odgabra.Naziva se još imafičnazbog velikog udjela feromagnezijskih silikata (zastarjeli naziv je SiMa). Kontinentalna koraje rjeđa i deblja od oceanske – prosječna debljina je 30 – 50 km, ali varira od 10 do 70 km, s tim da je ispodorogenihpodručja (visokihplanina) najdeblja. Većinom je građena odgranitaignajsa,ali sastav je zapravo veoma raznolik. Zbog velikog udjela aluminijevih silikata (feldspata), naziva se još ifelsična(zastarjeli naziv je SiAl). Zbogizostazijekora je tanja ispod oceana, nego ispod kontinenata. Granica koja razdvaja koru od plašta naziva seMohorovičićev diskontinuitet

Plašt

Podrobniji članak o temi:Zemljin plašt

Plaštje najvolumniji dio Zemlje koji se proteže do dubine od 2, 900 km i čini 70% volumena Zemlje. Sastoji se uglavnom od čvrstih stijena s pokojom izoliranommagmatskomkomorom. Međutim, iako je krut, silikatni materijal je zbog visokih temperatura dovoljno duktilan da može teći na vrlo dugim vremenskim skalama. Pretpostavlja se da je izgrađen od ultramafitnihstijenapoputperidotita(stijena načinjena od feromagnezijskih minerala poputolivinaipiroksena). Kora i gornji plašt činelitosferu,koja je relativno jaka i krhka. Debela je u prosjeku 70km ispod oceana i 125 – 250 km ispod kontinenata. Iako bi se brzina seizmičkih valova trebala povećavati s dubinom, negdje na dubini 70 – 125 km oni putuju sporije nego u plićim slojevima. Ta zona sporijih brzina (LVZ –low velocity zone) naziva seastenosfera. Po nekim pretpostavkama, stijene u astenosferi su bliže točkitalištanego one iznad ili ispod, a neki geolozi smatraju da su stijene u astenosferi djelomično rastaljene. Ako je to točno, onda je ta zona važna iz dva razloga:

1. to je zona gdje se stvaramagma;
2. stijene u toj zoni imaju relativno malu snagu i zato mogu lakše plutati, što znači da astenosfera djeluje kao lubrikant zalitosferne ploče.

Na 670 km dubine, što je i dubina najdubljihpotresa,nalazi se granica između gornjeg i donjeg plašta, koji se razlikuju po fizikalnim, a neki geolozi smatraju i kemijskim svojstvima. Međutim, većina geologa smatra da cijeli plašt ima isti kemijski, ali različit mineralni sastav, što je posljedica kolabiranja nekih minerala u druge zbog visokih tlakova.

Jezgra

Jezgrase sastoji od dva dijela: tekuće vanjske i krute unutarnje. Građena je od nesilikatnihminerala,vjerojatno odželjezas malim primjesamakisika,silicija,sumporailinikla. Kako je određen sastav jezgre? Gustoća Zemlje je 5.5 g/dL. Kora ima gustoću 2.7 – 3.0 g/dL, gornji plašt 3.3 g/dL, a donji negdje oko 5.5 g/dL. Onda bi po proračunima jezgra na granici s plaštem morala imati gustoću oko 10 g/dL do 12-13 g/dL u samome središtu Zemlje. Ta gustoća odgovarala bi željezu s malim primjesama kisika, sumpora ili silicija. Iako postoji još mnogo teškihmetalačija bi gustoća odgovarala gustoći jezgre, geolozi pretpostavljaju da se radi o željezu jer je većinameteorauglavnom sastavljena od željeza, a meteore se smatra ostatcima temeljnog materijala od kojeg je izgrađenSunčev sustav.Meteori imaju i negdje oko 10% nikla u svojoj građi, ali takva mješavina mnogo je gušća od procijenjene gustoće Zemlje, zbog čega bi morale postojati i primjese lakših kemijskih elemenata.

Granica jezgre i plašta

Na granici jezgre i plašta događaju se velike promjene u brzini seizmičkih valova i temperaturi. To je tranzicijska zona debela i do 200 km, poznata kaoD-sloj,a nalazi se na bazi plašta gdje se dramatično smanjuje brzinaP-valova.Naziva se zona ultra-niskih brzina (ultra low velocitiy zone – ULVZ). Dvije suhipotezeoko uzroka smanjivanja brzina u ovoj zoni:

1. vruća jezgra djelomično tali susjedne stijene plašta;
2. tekuća vanjska jezgra kemijski reagira sa susjednim plaštem. Laganijeslitineželjeza reagiraju sa silikatima iz plašta pri čemu nastaju manje gusti željezni silikati koji se izdižu i nakupljaju duž granice jezgre i plašta. Tlak akumuliranogsedimentaduž granice uzrokuje stiskanje tekućeg željeza iz pora i formiranje električki vodljivog sloja koji povezuje jezgru i unutarnji plašt i objašnjava usporavanje valova u ULVZ-u.

I plašt i jezgra podvrgnuti sukonvekciji,cirkulirajućem mehanizmu u kojem se rjeđi materijali izdižu, a gušći tonu. Teški dijelovi plašta tonu do baze, ali ne mogu ući u gustu jezgru. Lakši dijelovi jezgre mogu se uzdignuti do njenog vrha, te čak i inkorporirati u plašt.