Ziemia jest zaliczana do planet skalistych Układu Słonecznego. Oznacza to, że jej powierzchnia jest zbudowana ze skał. Jednak budowa wnętrza Ziemi jest bardziej skomplikowana. Wraz z głębokością rośnie temperatura i ciśnienie, a zamiast skał mamy płynną magmę w płaszczu i metalowe jądro Ziemi. Poszczególne warstwy Ziemi nazywamy geosferami.

Znajomość budowy wnętrza Ziemi jest bardzo ważna. Dzięki tej wiedzy lepiej rozumiemy zjawiska takie jak ruch płyt tektonicznych, trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów czy zmiany ziemskiego pola magnetycznego.

Budowa wnętrza Ziemi – skorupa ziemska

Według geologów Ziemia powstała 4,56 mld lat temu. Kiedy magmowe skały młodziutkiej planety stygły, na powierzchni powstała solidna skalna skorupa. Nazywamy ją skorupą ziemską. Składa się ona przede wszystkim z minerałów. Grubość skorupy ziemskiej wynosi od ok. 5 do 80 km. Stanowi ona 1,4 proc. objętości Ziemi oraz 0,3 proc. jej masy. Jest to najbardziej różnorodna chemicznie geosfera.

Skorupa ziemska wchodzi w skład litosfery wraz z górną częścią położonego niżej płaszcza Ziemi. Warstwa wyznaczająca granicę między skorupą ziemską, a leżącym pod nią płaszczem to tzw. nieciągłość Mohorovičicia (inaczej nieciągłość Moho). Została nazwana na cześć chorwackiego naukowca Andrija Mohorovičicia. Warstwa ta leży pod ziemią na całym globie, jednak na zmiennej głębokości. Najgłębiej jest zagrzebana pod ciężkimi płytami kontynentalnymi – od 35 km do aż 80 km pod potężnymi masywami Himalajów i Andów. Najpłycej leży ona pod dnem oceanów – 5 do 8 km.

Budowa wnętrza Ziemi – płaszcz

Pod względnie stałym gruntem, na którym żyjemy, Ziemia jest o wiele gorętsza i bardziej niespokojna. Wysoka temperatura i ciśnienie w jej wnętrzu sprawiają, że substancje, które na powierzchni są skałami i gruntem, występują w formie płynnej – stają się magmą. Tworzy ona tzw. płaszcz Ziemi, który ma ok. 2,9 tys. km grubości.

Płaszcz dzielimy na trzy części. Płaszcz górny ma ok. 400 km grubości, jego temperatura to kilkaset stopni Celsjusza. Poniżej znajduje się strefa przejściowa o grubości od 400 do 650 km. Pozostała część to płaszcz dolny, gdzie temperatura sięga 4000 st. C, a ciśnienie 140 GPa (gigapaskali).

W skład płaszcza wchodzi ok. 70 proc. objętości skał ziemskich. Płaszcz zawiera dużo magnezu i żelaza.

Budowa wnętrza Ziemi – jądro

Pod płaszczem kryje się jądro Ziemi. To metalowa kula o promieniu 3470 km. Jądro jest źródłem ziemskiego pola magnetycznego. Jądro Ziemi jest złożone z dwóch stref.

Jądro zewnętrzne to ocean płynnego żelaza i niklu, głęboki na ponad 2 tys. km i o temperaturze 5500–6500 st. C. Pod nim znajduje się jądro wewnętrzne, zbudowane z zastygłego metalu. To gęsta kula o promieniu 1250 km. Ciśnienie w niej sięga 380 GPa. Strefy jądra rozdziela strefa przejściowa zwana nieciągłością Lehmann, która ma ok. 140 km grubości.

Budowa wnętrza Ziemi – skąd się bierze pole magnetyczne

Za powstawanie pola magnetycznego Ziemi odpowiada przede wszystkim jądro zewnętrzne. Przypomina ono ocean, ponieważ płynny metal ciągle w nim krąży. Proces ten jest burzliwy i bardzo chaotyczny. Wpływa na niego zarówno olbrzymia temperatura wnętrza Ziemi, jak i jej ruch wokół własnej osi.

Te nieustanne ruchy ogromnych mas metalu powodują, że nasza planeta zachowuje się jak ogromny elektromagnes czy też znane niegdyś rowerzystom dynamo. Potężne pole magnetyczne wydostaje się z jądra i otacza całą Ziemię. W rezultacie mamy dwa bieguny magnetyczne – położone w pobliżu tych geograficznych – gdzie pole jest najsilniejsze.

Procesy zachodzące w jądrze Ziemi są wciąż słabo poznane. Naukowcy wiedzą jednak, że bieguny magnetyczne nie są stałe. W przeszłości wielokrotnie zmieniały one swoje położenie, a także zanikały. Ten proces to przebiegunowanie.

Budowa wnętrza Ziemi – dlaczego bieguny się przemieszczają

Obecnie przesuwa się północny biegun magnetyczny. Jeszcze w 1831 r. na półwyspie Boothia u północnych wybrzeży Kanady. Teraz porusza się w kierunku północnych wybrzeży Syberii. Zdaniem naukowców może to oznaczać, że bieguny za jakiś czas zamienią się miejscami, a zanim to nastąpi pole magnetyczne Ziemi na pewien czas całkowicie zaniknie.

Możliwe, że za wędrówkę biegunów odpowiadają struktury, jakie udało się wykryć naukowcom. Występują one na granicy zewnętrznego jądra i płaszcza Ziemi. Składają się z wyjątkowo gęstych i gorących skał. Ich nagromadzenie znajduje się pod dnem Pacyfiku – m.in. w okolicy Hawajów oraz Markizów.