Nu hvor vi kender til atmosfærens lag , er det tid til at se på Jordens lag . Siden oldtiden har folk søgt at forklare, hvad der ligger under jordskorpen . Hvor kommer mineraler fra? Hvor mange typer bjergarter findes der? Hvilke lag har vores planet? Mange spørgsmål er opstået gennem historien, og vi ønsker stadig at finde svarene.
Den gren af ​​geologien, der studerer Jordens struktur og forskellige lag, er den indre geodynamik . Vores planet er opbygget af flere typer elementer, der gør liv på Jorden muligt. Disse elementer er: faste stoffer, væsker og gasser. Disse elementer findes i Jordens forskellige lag.
Der er mange måder at klassificere Jordens lag på. Et klassifikationssystem kalder dem sfærer. Disse omfatter atmosfæren, hydrosfæren og geosfæren. Geosfæren omfatter hele strukturen og de forskellige indre lag på vores planet. Disse lag er opdelt i to kategorier: ydre og indre. I vores tilfælde vil vi fokusere på Jordens indre lag; det vil sige, at Jordens overflade vil være vores udgangspunkt.
Jordens lag
For at begynde at beskrive Jordens lag, skal vi foretage to sondringer. Først fastlægger vi kriteriet for den kemiske sammensætning af Jordens forskellige lag. Baseret på den kemiske sammensætning finder vi skorpen, kappen og Jordens kerne . Dette kaldes den statiske model. Det andet kriterium tager højde for de fysiske egenskaber af disse lag, også kendt som den mekaniske adfærdsmodel. Disse omfatter litosfæren, astenosfæren, mesosfæren og endosfæren.
Men hvordan ved vi, hvor et lag begynder eller slutter? Forskere har fundet forskellige metoder til at bestemme materialetypen og differentiere lag ved at identificere diskontinuiteter . Disse diskontinuiteter er områder i Jordens indre lag, hvor materialetypen ændrer sig brat – det vil sige dets kemiske sammensætning – eller elementernes tilstand (fra fast til flydende). Forståelse af Jordens struktur er grundlæggende for at forstå disse lag, såvel som Jordens faktiske form.
For det første skal vi begynde at klassificere jordens lag ud fra den kemiske model, det vil sige jordens lag vil være: Skorpe, kappe og kerne.
Lag af Jorden fra den kemiske sammensætningsmodel
Jordskorpe
Jordskorpen er Jordens yderste lag. Den har en gennemsnitlig densitet på 3 g/cm³ og udgør kun 1,6% af Jordens samlede volumen. Jordskorpen er opdelt i to hovedzoner: den kontinentale skorpe og den oceaniske skorpe. Desuden er det vigtigt at overveje Jordens overordnede struktur for bedre at forstå disse lag, såvel som Jordens atmosfære.
Den kontinentale skorpe
Kontinentalskorpen er tykkere og har en mere kompleks struktur. Det er også den ældste skorpe og repræsenterer 40 % af Jordens overflade. Den består af et tyndt lag sedimentære bjergarter, herunder ler, sandsten og kalksten. Den indeholder også silicarige, plutoniske magmatiske bjergarter, der minder om granit. Interessant nok er det i kontinentalskorpens bjergarter, at mange af de geologiske begivenheder, der har fundet sted gennem Jordens historie, er registreret. Dette skyldes, at bjergarterne har gennemgået adskillige fysiske og kemiske ændringer over tid. For eksempel er dette tydeligt i bjergkæder, hvor vi kan finde meget gamle bjergarter, nogle op til 3.500 milliarder år gamle. Geomorfologi spiller en afgørende rolle i denne undersøgelse.
Den oceaniske skorpe
På den anden side har vi havskorpen. Den er tyndere og har en enklere struktur. Den består af to lag: et meget tyndt lag af sedimenter og et andet lag af basalt (vulkanske magmatiske bjergarter). Denne skorpe er yngre, fordi basalter konstant dannes og ødelægges, så bjergarterne i havskorpen er ikke mere end 200 millioner år gamle. Information om Jordens kerne er lige så relevant for at forstå, hvordan alle disse lag interagerer.
I bunden af ​​jordskorpen ligger Mohorovicic-diskontinuiteten (Moho) . Denne diskontinuitet adskiller jordskorpen fra kappen. Den er placeret i en dybde af cirka 50 km.
Den oceaniske skorpe er tyndere end det kontinentale
Jordens kappe
Jordens kappe er et af Jordens lag, der strækker sig fra bunden af ​​skorpen til den ydre kerne. Den begynder lige uden for Moho-diskontinuiteten og er Jordens største lag, der omfatter 82% af dens samlede volumen og 69% af dens samlede masse. Kappen kan yderligere opdeles i to lag adskilt af Repetti-diskontinuiteten . Denne diskontinuitet er placeret i en dybde af cirka 800 km og adskiller den øvre fra den nedre kappe.
I den øvre kappe finder vi "D-laget ". Dette lag ligger cirka 200 km dybt og er kendetegnet ved, at 5% til 10% af det er delvist smeltet. Dette tillader varme at stige op fra Jordens kerne gennem kappen. Når varmen stiger, når kappebjergarten en højere temperatur og kan nogle gange nå overfladen og danne vulkaner. Disse kaldes "hot spots ", som også er relateret til Jordens kerne.
Sammensætningen af ​​kappen kan være kendt ved disse tests:
- Meteoritter af to typer: Den første består af peridotitter og jern.
- Klipper, der findes på jordoverfladen fra kappen, der fjernes udefra på grund af tektoniske bevægelser.
- Vulkanskorstene: De er meget dybe cirkulære huller, gennem hvilke magma steg og er blevet afsløret. Den kan blive 200 km lang.
- Beviser, der forkorter seismiske bølger, når de passerer gennem kappen, viser, at der er en faseændring. En faseændring består af ændringer i strukturen af ​​mineraler.
I bunden af ​​Jordens kappe finder vi Gutenberg-diskontinuiteten . Denne diskontinuitet adskiller kappen fra Jordens kerne og er placeret i en dybde af cirka 2.900 km.
Jordens kerne
Jordens kerne er den inderste del af Jorden. Den strækker sig fra Gutenberg-diskontinuiteten til Jordens centrum. Den er en kugle med en radius på 3.486 km, hvilket giver den et volumen på 16% af Jordens samlede volumen . Dens masse er 31% af Jordens samlede masse, fordi den er sammensat af meget tætte materialer.
Jordens magnetfelt genereres i kernen på grund af konvektionsstrømme i den smeltede ydre kerne, der omgiver den faste indre kerne. Den har ekstremt høje temperaturer, omkring 5000-6000 grader Celsius , og tryk svarende til en til tre millioner atmosfærer. Dette påvirker også, hvordan disse lag er fordelt, og er fundamentalt for at forstå Jordens temperatur.
Temperaturområde i dybden
Jordens kerne er opdelt i en indre og en ydre kerne, en sondring defineret af Wiechert-diskontinuiteten. Den ydre kerne strækker sig fra en dybde på 2.900 km til 5.100 km og er smeltet. Den indre kerne strækker sig derimod fra en dybde på 5.100 km til Jordens centrum på cirka 6.000 km og er fast. Denne undersøgelse af Jordens lag er fundamental for at forstå vores planet og dens historie, som er direkte relateret til Jordens egen historie.
Jordens kerne består hovedsageligt af jern med 5-10% nikkel og en lavere andel svovl, silicium og ilt. Testene, der hjælper med at kende kendskabet til kernens sammensætning er:
- Meget tætte materialer, for eksempel. På grund af deres høje tæthed forbliver de i jordens indre kerne.
- Jernmeteoritter.
- Jernmangel på ydersiden af ​​jordskorpen, hvilket fortæller os, at jern skal koncentreres indeni.
- Med jernet inde i kernen dannes jordens magnetfelt.
Denne klassificering er baseret på en model, der tager højde for den kemiske sammensætning af de forskellige dele af Jorden og de elementer, der udgør dens lag. Nu vil vi undersøge opdelingen af ​​Jordens lag ud fra deres mekaniske opførsel , det vil sige ud fra de fysiske egenskaber af de materialer, de er sammensat af. Desuden er det interessant at studere, hvordan disse lag påvirkes af forskellige faktorer.
Dele af jorden i henhold til den mekaniske model
I denne model er Jordens lag opdelt i: litosfæren, asthenosfæren, mesosfæren og endosfæren.
Litosfæren
Det er et stift lag, der er cirka 100 km tykt , og som omfatter jordskorpen og det øverste lag af kappen. Dette stive lag danner det lithosfæriske lag, der omgiver Jorden. Atmosfærens struktur spiller også en betydelig rolle i samspillet mellem Jordens forskellige dele.
Asthenosfæren
Det er et plastisk lag, der udgør det meste af den øvre kappe. Konvektionsstrømme findes i det , og det er i konstant bevægelse. Det spiller en betydelig rolle i tektonik, og ændringer kan observeres over tid i kappen. Denne bevægelse stammer fra konvektion, det vil sige ændringer i materialernes densitet.
Mesosfæren
Den ligger i dybder mellem 660 km og 2.900 km. Den udgør en del af den nedre kappe og en del af Jordens ydre kerne. Dens grænse er markeret af Wiechert-diskontinuiteten.
Endosfæren
Det omfatter den indre kerne på jorden beskrevet ovenfor.
Som du kan se, har forskere studeret Jordens indre gennem forskellige tests og beviser for at lære mere og mere om den planet, vi lever på. For at illustrere, hvor lidt vi ved om Jordens indre, behøver vi blot at visualisere det som et æble. Trods alle de teknologiske fremskridt, vi har gjort, har det dybeste borehul, der er nået, kun været omkring 12 km dybt. Sammenligner man planeten med et æble, er det, som om vi kun har skrællet det yderste lag af hele æblet, hvor kernerne i midten repræsenterer Jordens kerne.
