Слои Земли

Центр Земли находится в 6371 км под ногами, а каменная кора, на которой ты живёшь, занимает под материками всего около 35 км этой глубины.

Яйцо с металлическим желтком

Геологическая служба США сравнивает Землю с варёным яйцом. Кора похожа на скорлупу: она тонкая, жёсткая и легко трескается. Мантия напоминает белок, толстый слой горячей породы. Ядро похоже на желток, только этот желток металлический, в основном из железа с примесью никеля, и состоит из двух частей. Сравнение подходит и для пропорций. Если бы Земля была яйцом, её кора была бы тоньше скорлупы.

В модели выше использованы реальные радиусы. Радиус Земли составляет 6371 км. Толщина коры под океанами около 5–10 км, под материками около 25–70 км, поэтому в модели она выглядит едва заметной линией. Под ней мантия уходит до глубины примерно 2890 км. На глубине около 660 км сейсмологи разделяют её на верхнюю и нижнюю: там меняются минералы, а волны землетрясений ускоряются. Жидкое внешнее ядро занимает глубины от 2890 до примерно 5150 км, а твёрдое внутреннее ядро заполняет оставшиеся примерно 1220 км до центра.

С глубиной растут температура и плотность

По мере погружения температура растёт. В учебнике геологии Стивена Эрла указаны примерно 1000 °C у подошвы коры, 3500 °C у подошвы мантии и 5000 °C в центре. Лабораторные опыты на Европейском синхротроне в 2013 году дали для границы внутреннего и внешнего ядра около 6000 °C с погрешностью в 500 градусов. Никто не бурил даже близко к этим глубинам, поэтому значения получают из опытов по плавлению и моделей. Результаты разных исследований расходятся на несколько сотен градусов. Поэтому на экране указаны диапазоны.

Одного нагрева хватило бы, чтобы расплавить значительную часть земных недр, но давление действует в обратную сторону. При температуре мантии порода на поверхности расплавилась бы, однако под тяжестью вышележащих пород она остаётся твёрдой. При этом мантия течёт очень медленно, подобно леднику, со скоростью в сантиметры за год. Внутреннее ядро ещё горячее и по той же причине тоже твёрдое. Только во внешнем ядре соотношение температуры и давления позволяет веществу быть настоящей жидкостью. По описанию USGS, оно движется при вращении Земли, и движение металла создаёт магнитное поле планеты.

Плиты и земная кора не одно и то же

Внешнюю часть Земли можно разделить иначе: по поведению пород, а не по их составу. Кора и холодная верхняя часть верхней мантии образуют единое жёсткое целое. Эта твёрдая оболочка, литосфера, имеет среднюю толщину не менее 80 км и разбита на плиты. Под ней находится астеносфера, более горячая и менее прочная область верхней мантии. В учебнике Эрла отмечено, что на глубинах примерно от 100 до 250 км порода очень близка к температуре плавления. По этому податливому слою скользят плиты.