az előző részben megtudtuk, hogy az anyagok a Föld korai volt rendezve a folyamat a differenciálás, a sűrűbb anyagok, mint a vas, nikkel süllyed a központ, valamint a könnyebb anyagok (oxigén, szilícium, magnézium) megmaradt a felszín közelében. Ennek eredményeként a Föld különböző összetételű rétegekből áll, és növeli a sűrűséget, amikor a felszínről a középpontba mozog (3.2.1. ábra).
a kémiai összetételen alapuló hagyományos nézet négy különálló réteget ismer fel:
a belső mag a Föld közepén fekszik, körülbelül 1200 km vastag. Elsősorban vasötvözetekből és nikkelből áll, körülbelül 10% – a oxigénből, kénből vagy hidrogénből áll. A belső mag hőmérséklete körülbelül 6000 oC (10,800of), ami nagyjából a nap felületének hőmérséklete (a 3.1.szakasz magyarázza ennek az intenzív hőnek a forrásait)., Annak ellenére, hogy a magas hőmérsékletnek meg kell olvadnia ezeket a fémeket, a szélsőséges nyomás (szó szerint a világ súlyából) a belső magot szilárd fázisban tartja. A szilárd fémek a belső magot is nagyon sűrűvé teszik, körülbelül 17 g/cm3-nél, így a belső mag a Föld teljes tömegének körülbelül egyharmadát adja.
a külső mag a belső magon kívül helyezkedik el. Ugyanolyan összetételű, mint a belső mag, de folyadékként létezik, nem pedig szilárd. A hőmérséklet 4000-6000 oC, a fémek folyékony állapotban maradnak, mert a nyomás nem olyan nagy, mint a belső magban., A külső magban lévő folyékony vas mozgása hozza létre a Föld mágneses mezőjét (lásd 4.2 pont). A külső mag 2300 km vastag, sűrűsége 12 g / cm3.
a köpeny a külső magtól egészen a Föld felszínéig terjed. 2900 km vastag, a Föld térfogatának mintegy 80% – át tartalmazza. A köpeny vas-és magnézium-szilikátokból és magnézium-oxidokból áll, így jobban hasonlít a Föld felszínének kőzeteire, mint a magban lévő anyagokra. A köpeny sűrűsége 4,5 g / cm3, a hőmérséklet pedig 1000-1500 oC., A köpeny legfelső rétege merevebb, míg a mélyebb régiók folyékonyak, és a köpenyben lévő folyadékanyagok mozgása felelős a lemeztektonikáért (lásd 4.3 pont). A vulkánokon keresztül a felszínre emelkedő Magma a köpenyből származik.
a legkülső réteg a kéreg, amely a Föld szilárd, sziklás felületét képezi. A kéreg átlagosan 15-20 km vastag, de egyes helyeken, például a hegyek alatt, a kéreg akár 100 km vastagságot is elérhet. A kéregnek két fő típusa van: a kontinentális kéreg és az óceáni kéreg, amelyek számos módon különböznek egymástól., A kontinentális kéreg vastagabb, mint az óceáni kéreg, átlagosan 20-70 km vastag, szemben az óceáni kéreg 5-10 km-jével. A kontinentális kéreg kevésbé sűrű, mint az óceáni kéreg (2,7 g / cm3 vs. 3 g / cm3), sokkal idősebb. A kontinentális kéreg legrégebbi sziklái körülbelül 4, 4 milliárd évesek, míg a legrégebbi óceáni kéreg csak körülbelül 180 millió évre nyúlik vissza. Végül a kétféle kéreg összetételében különbözik. A kontinentális kéreg nagyrészt gránitból készül., Ennek oka az, hogy a föld alatti vagy felszíni magmák lassan lehűlhetnek, ami lehetővé teszi a kristályszerkezetek kialakulását, mielőtt a sziklák megszilárdulnának, ami gránithoz vezet. Az óceáni kéreg többnyire bazaltokból áll. A bazaltok a hűtőmágnákból is kialakulnak, de víz jelenlétében lehűlnek, ami sokkal gyorsabbá teszi őket, és nem engedi, hogy kristályok alakuljanak ki.
a fizikai jellemzők alapján a Föld legkülső rétegeit is feloszthatjuk a litoszférába és az asztenoszférába. A litoszféra a kéregből és a köpeny hűvös, merev, külső 80-100 km-éből áll., A kéreg és a külső köpeny egységként mozog együtt, így együtt keverednek a litoszférába. Az asztenoszféra a litoszféra alatt fekszik, körülbelül 100-200 km-től körülbelül 670 km-ig. Ez magában foglalja a köpeny” műanyag ” lágyabb régióját, ahol folyadékmozgások fordulhatnak elő. A szilárd litoszféra tehát lebeg a folyadék asztenoszféráján.
Isostasy
annak magyarázatához, hogy a litoszféra hogyan lebeg az asztenoszférán, meg kell vizsgálnunk az izosztázis fogalmát. Az Isostasy arra utal, hogy egy szilárd anyag úszik a folyadékon., A kéreg és a köpeny közötti kapcsolatot a 3.2.2. ábra szemlélteti. A jobb oldalon egy példa egy nem izosztatikus kapcsolat között egy tutaj szilárd beton. A tutajt sok emberrel fel lehet tölteni, és még mindig nem süllyed a betonba. A bal oldalon, a kapcsolat egy izosztatikus között két különböző tutajok és egy medence tele mogyoróvaj. Csak egy ember van a fedélzeten, a tutaj magasan úszik a mogyoróvajban, de három emberrel veszélyesen alacsonyan süllyed., Itt mogyoróvajat használunk, nem vizet, mert viszkozitása jobban képviseli a kéreg és a köpeny közötti kapcsolatot. Bár körülbelül ugyanolyan sűrűségű, mint a víz, a mogyoróvaj sokkal viszkózusabb (merev), így bár a háromszemélyes tutaj belemerül a mogyoróvajba, ezt meglehetősen lassan fogja megtenni.
a földkéregnek a köpenyhez való viszonya hasonló a tutajok földimogyoróvajhoz való viszonyához. A tutaj egy személy rajta úszik kényelmesen magas. Még ha három ember is van rajta, a tutaj kevésbé sűrű, mint a mogyoróvaj, így úszik, de kényelmetlenül alacsonyan úszik a három ember számára. A kéreg, amelynek átlagos sűrűsége körülbelül 2,6 gramm / köbcentiméter (g / cm3), kevésbé sűrű, mint a köpeny (átlagos sűrűsége körülbelül 3.,4 g/cm3 a felület közelében, de több, mint a mélységben), így lebeg a” műanyag ” köpenyen. Ha nagyobb súlyt adunk a kéreghez, a hegyi építés folyamata során lassan mélyebbre süllyed a köpenybe, és az ott lévő köpeny anyagot félretesszük (3.2.3. ábra, balra). Amikor ezt a súlyt az erózió több tízmillió év alatt eltávolítja,a kéreg visszapattan, és a köpeny kőzet visszaáramlik (3.2.3. ábra, jobb).
a kéreg és a köpeny hasonló módon reagál a glaciációra. A jeges jég vastag felhalmozódása súlyt ad a kéregnek, miközben az alatta lévő köpeny oldalra szorul, a kéreg lecsökken. Amikor a jég végül megolvad, a kéreg és a köpeny lassan visszapattan, de a teljes visszapattanás valószínűleg több mint 10 000 évig tart., Kanada nagy része az elmúlt 12 000 évben bekövetkezett jégveszteség következtében még mindig újjáéled, és amint az a 3.2.4. ábrán látható, a világ más részein is izosztatikus visszapattanás tapasztalható. A legmagasabb emelkedési sebesség a Hudson-öböltől nyugatra fekvő nagy területen belül van, ahol a Laurentide jéglap volt a legvastagabb (több mint 3000 m). A jég végül körülbelül 8000 évvel ezelőtt hagyta el ezt a régiót, és a kéreg jelenleg közel 2 cm/év sebességgel tér vissza.
mivel a kontinentális kéreg vastagabb, mint az óceáni kéreg, magasabban lebeg, és mélyebben benyúlik a köpenybe, mint az óceáni kéreg. A kéreg a legvastagabb, ahol hegyek vannak, így a Moho mélyebb lesz a hegyek alatt, mint az óceáni kéreg alatt. Mivel az óceáni kéreg is sűrűbb, mint a kontinentális kéreg,alacsonyabb a köpenyen., Mivel az óceáni kéreg alacsonyabb, mint a kontinentális kéreg, és mivel a víz lefelé áramlik, hogy elérje a legalacsonyabb pontot, ez magyarázza, hogy miért halmozódott fel a víz az óceáni kéreg felett az óceánok kialakításához.
* “Physical Geology” by Steven Earle used under a CC-BY 4.0 international license., Töltse le ezt a könyvet ingyen a http://open.bccampus.ca