لایه های زمین

خلاصه :

ساختار زمین یا ساختار درونی زمین را قشرهای کروی‌شکل و لایه‌بندی شده‌ای که دارای مرکز مشترکی هستند تشکیل می‌دهند. بر پایهٔ مشاهدات مکان‌نگاری (توپوگرافی) و ژرفاسنجی، بررسی برون‌زدهای سنگی، نمونه‌هایی که از ژرفای بیشتر توسط آتشفشان‌ها یا فعالیت آتشفشانی به سطح آمده، تجزیه و تحلیل امواج لرزه‌ای‌یی که از درون زمین عبور می‌کنند، اندازه‌گیری‌های میدان‌های گرانشی و مغناطیسی زمین و آزمایش‌ها با مواد جامد متبلور در فشارها و دمای متناسب و مشابه با وضعیت داخلی عمیق زمین، دانسته شده که قشرهای زمین هر یک دارای یک ترکیب شیمیایی مشخص است. یک پوسته جامد بیرونی از سیلیکات، یک گوشته یا استنوسفر با گران‌روی بالا، و یک هسته که بخش بیرونی آن مایع با گران‌روی بسیار کم، و بخش درونی آن جامد «پلاسما با رفتاری جامدگونه»، این قشرهای کروی را تشکیل می‌دهند.

پوسته بیرونی‌ترین لایهٔ زمین است و بیشتر از اکسیژن و سیلیکون ساخته‌شده و تا امروز تنها جایی است که زندگی بر روی آن شناخته شده‌است. گوشته بزرگ‌ترین و پهناورترین لایهٔ زمین است و از سنگ‌های نیمه‌جامد بسیار نرم و چگال و بیشتر از آهن و منیزیم ساخته شده‌است. سنگ‌کره بخش سفت و سخت زمین و به حالت جامد است و تمام سطح کرهٔ زمین از بالای کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را می‌پوشاند و از کانی‌ها ساخته شده‌است. سنگ‌کره همیشه به آرامی در حال حرکت است و به بشقاب‌های زمین‌ساختی تکه‌تکه شده‌است. جنبش زمین‌ساخت بشقابی عامل بسیاری از رویدادهای زمین‌شناسی مانند زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها است. سست‌کره بخش نرم کرهٔ زمین است که گمان زده می‌شود که بسیار گرم‌تر و مایع‌تر از سنگ‌کره باشد. اگرچه سنگ‌های این لایه جامد و نیمه گداخته هستند، اما در پاسخ به تغییر شکل، روان و جاری می‌شوند. هسته درونی‌ترین و گرم‌ترین لایهٔ کرهٔ زمین است و به‌طور کامل از فلز ساخته شده‌است. هستهٔ بیرونی از فلزات ذوب‌شدهٔ آهن و نیکل و هم‌چنین گوگرد ساخته‌شده و به باور دانشمندان، میدان مغناطیسی زمین را کنترل می‌کند. جنس هستهٔ درونی زمین، جامد و از آهن است و دمای تقریبی آن °۶٬۰۰۰ سانتی‌گراد (به اندازهٔ دمای سطح خورشید) و فشار آن ۴۵٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع است. شعاع متوسط کرهٔ زمین (از پوسته تا مرکز هسته) ۶٬۳۷۱ کیلومتر یا با نماد علمی ۱۰^۳×۶٫۳۷۱ کیلومتراست.

دانسته‌های کنونی ما دربارهٔ ساختار زمین از مطالعات دربارهٔ مسیرها و ویژگی‌های امواج لرزه‌ای (امواج پی^{[پ ۱]} و اس^{[پ ۲]}) و آزمایش بر روی کانی‌ها و مشاهدات سنگ‌های سطحی و حرکات زمین در سامانهٔ خورشیدی به دست آمده‌است.

حدود ۲۷۰ میلیون سال پیش، ابرقاره‌ای به نام پانگه آ^{[پ ۳]} (شامل همهٔ قاره‌های زمین) وجود داشت که یک سوم زمین را پوشش می‌داد و اقیانوس^{[پ ۴]} جهانی پانتالاسا^{[پ ۵]} آن را احاطه کرده‌بود. فروپاشی این ابرقاره در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش آغاز شد و سرانجام قاره‌های امروزی (آسیا، آفریقا، آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، جنوبگان، اروپا و استرالیا) پدید آمدند. اکنون علاوه بر این هفت قاره، پنج اقیانوس (اقیانوس آرام، اقیانوس اطلس، اقیانوس هند، اقیانوس منجمد جنوبی و اقیانوس منجمد شمالی) بر روی زمین وجود دارد. به عوارض سطح زمین، زمین‌چهر می‌گویند که ساخت زمین‌چهرها گاهی میلیون‌ها سال طول می‌کشد.

گرانش زمین توسط آیزاک نیوتن کشف‌شد و گرانش استاندارد برابر با ۹٫۸۰۶۶۵ متر بر مجذور ثانیه (m/s^۲) است. اما مقدار گرانش در همه جای زمین یکسان نیست و به چرخش زمین، ارتفاع از سطح دریا، تفاوت جرم و جزر و مد وابسته است. مقدار گرانش با افزایش ژرفای زمین، دما و فشار نیز افزایش می‌یابد. جرم زمین برابر با ۱۰^۲۴×۵٬۹۷۲۲ کیلوگرم و حجم آن برابر با ۱۰^۱۲×۱٫۰۸۳۲۱ کیلومتر مکعب و چگالی آن برابر با ۵٫۵۱۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.