De lagen van de aarde

Het middelpunt van de aarde ligt 6371 km onder je voeten, en de rotsachtige aardkorst waarop je leeft is daarvan onder een continent maar ongeveer 35 km.

Een ei met metalen dooier

USGS vergelijkt de aarde met een gekookt ei. De korst is de schaal: dun, star en breekbaar. De mantel is het eiwit, een dikke laag heet gesteente. De kern is de dooier, maar dan van metaal, vooral ijzer met wat nikkel, en in twee delen. De vergelijking klopt ook voor de verhoudingen: als de aarde een ei was, zou de korst dunner zijn dan de schaal.

Het model hierboven gebruikt de echte stralen. De straal van de aarde is 6371 km. De aardkorst is ongeveer 5 tot 10 km dik onder de oceanen en ongeveer 25 tot 70 km onder de continenten. In het model is ze dus een lijn die je nauwelijks ziet. Daaronder reikt de mantel tot ongeveer 2890 km. Seismologen verdelen de mantel op een diepte van ongeveer 660 km in een boven- en een benedenmantel, omdat daar de mineralen veranderen en aardbevingsgolven sneller gaan. De vloeibare buitenkern loopt van 2890 km tot ongeveer 5150 km, en de vaste binnenkern vult de laatste 1220 km of zo tot het middelpunt.

Dieper is heter en dichter

Hoe dieper je gaat, hoe hoger de temperatuur. Het geologieboek van Steven Earle geeft ongeveer 1000 °C aan de onderkant van de korst, 3500 °C onderaan de mantel en 5000 °C in het middelpunt. Laboratoriumexperimenten bij de European Synchrotron in 2013 plaatsten de grens tussen binnen- en buitenkern rond 6000 °C, met een onzekerheid van 500 graden. Niemand heeft ook maar in de buurt van die diepten geboord. De cijfers komen daarom uit smeltexperimenten en modellen. Verschillende onderzoeken wijken honderden graden van elkaar af. Daarom geeft het informatiepaneel temperatuurbereiken.

Door de warmte alleen zou een groot deel van de diepe aarde smelten, maar druk werkt dat tegen. De mantel is heet genoeg om aan het oppervlak te smelten, maar blijft vast door het gewicht van het gesteente erboven. Hij stroomt wel, heel langzaam zoals een gletsjer, met centimeters per jaar. De binnenkern is nog heter en blijft om dezelfde reden vast. Alleen de buitenkern, waar de balans anders uitvalt, is werkelijk vloeibaar. USGS beschrijft haar als ronddraaiend terwijl de aarde roteert, en haar bewegende metaal wekt het aardmagnetisch veld op.

Platen zijn niet hetzelfde als de korst

Je kunt de buitenste aarde op een tweede manier indelen: naar het gedrag van het gesteente in plaats van zijn samenstelling. De korst en de koele top van de bovenmantel vormen samen een stijve laag. Deze starre schil, de lithosfeer, is gemiddeld minstens 80 km dik en bestaat uit afzonderlijke platen. Daaronder ligt de asthenosfeer, een hetere en zwakkere zone in de bovenmantel. Volgens Earle ligt het gesteente tussen ongeveer 100 en 250 km heel dicht bij zijn smeltpunt. Over deze zachte laag bewegen de platen.