Fyzikální geologie, první vydání University of Saskatchewan

Země se skládá ze tří hlavních vrstev: zemské kůry, pláště a jádra (obrázek 3.4). Jádro představuje téměř polovinu poloměru Země, ale tvoří pouze 16,1 % jejího objemu. Většinu objemu Země (82,5 %) tvoří její plášť a jen malý zlomek (1,4 %) tvoří zemská kůra.

Obrázek 3.4 Vnitřek Země. Vpravo – zemská kůra, plášť a vnější a vnitřní jádro v měřítku. Vlevo- výřez znázorňující kontinentální a oceánskou kůru a horní vrstvy pláště. Litosféra je kůra plus nejsvrchnější vrstva pláště. Zdroj: Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0. Earth photo by NASA (n.d.) Public Domain view source

Nejvnější vrstva Země, její kůra, je kamenitá a tuhá. Existují dva druhy zemské kůry: kontinentální kůra a oceánská kůra. Kontinentální kůra je silnější a má převážně flyšové složení, což znamená, že obsahuje minerály bohatší na oxid křemičitý. Toto složení je důležité, protože díky němu je kontinentální kůra méně hustá než oceánská.

Oceánská kůra je tenčí a má převážně mafické složení. Mafické horniny obsahují minerály s menším obsahem oxidu křemičitého, ale s větším obsahem železa a hořčíku. Mafické horniny (a tedy i oceánská kůra) jsou hustší než felsické horniny kontinentální kůry.

Kůra plave na plášti. Kontinentální kůra plave v plášti výše než oceánská kůra, protože hustota kontinentální kůry je nižší. Důležitým důsledkem rozdílu v hustotě je, že pokud se stane, že se tektonické desky srazí s oceánskou a kontinentální kůrou, bude deska s oceánskou kůrou zatlačena do pláště pod desku s kontinentální kůrou.

Plášť

Plášť je téměř celý z pevných hornin, ale je v neustálém pohybu, proudí velmi pomalu. Má ultramafické složení, což znamená, že obsahuje ještě více železa a hořčíku než mafické horniny a ještě méně křemíku. Ačkoli má plášť v celém svém objemu podobné chemické složení, má vrstvy s různým minerálním složením a odlišnými fyzikálními vlastnostmi. Může mít různé minerální složení a přesto mít stejné chemické složení, protože rostoucí tlak hlouběji v plášti způsobuje změnu struktury minerálů.

Skály výše v plášti se obvykle skládají z peridotitu, horniny, v níž převládají minerály olivín a pyroxen. Stolová hornina na obrázku 3.2 je typem peridotitu. Níže v plášti dochází vlivem extrémních tlaků k přeměně minerálů a vznikají horniny jako eklogit (obrázek 3.5), který obsahuje granáty.

Obrázek 3.5 Eklogit ze švýcarsko-italských Alp. Červenohnědé skvrny jsou granáty. Zdroj: ČSÚ, s.r.o: James St. John (2014) CC BY 2.0 zobrazit zdroj

Litosféra

Litosféru nelze jednoznačně zařadit ani do kůry, ani do pláště, protože se skládá z obojího. Je tvořena jak kůrou, tak nejsvrchnější vrstvou pláště, která je přilepena ke spodní straně kůry. Tektonické desky jsou fragmenty litosféry.

Astenosféra

Pod litosférou se nachází astenosféra. nepatrné množství roztavených hornin rozptýlených v jinak pevné astenosféře způsobuje, že astenosféra je ve srovnání s litosférou slabá. Slabost astenosféry je důležitá pro deskovou tektoniku, protože se deformuje, když se na ní a skrz ni pohybují úlomky litosféry. Bez slabé astenosféry by desky byly uzamčeny na místě a nemohly by se pohybovat tak jako nyní.

D“

Vrstva D“ (dee double prime) je záhadná vrstva začínající přibližně 200 km nad hranicí mezi jádrem a pláštěm. (Tato hranice se označuje jako hranice jádra a pláště.) Víme, že existuje, protože seismické vlny při jejím průchodu mění rychlost, ale není jasné, proč se liší od zbytku pláště. Jednou z myšlenek je, že právě v této oblasti dochází kvůli tlakovým a teplotním podmínkám k dalšímu přechodu minerálů, podobně jako na přechodu mezi svrchním a spodním pláštěm. Další představy jsou, že jsou zde přítomny malé bazény taveniny nebo že rozdíly v seismických vlastnostech jsou způsobeny subdukovanými deskami litosféry, které spočívají na hranici jádra a pláště.

Jádro

Jádro je složeno především ze železa, s menším množstvím niklu. Mohou být přítomny i lehčí prvky, jako je síra, kyslík nebo křemík. Jádro je extrémně horké (~3500° až více než 6000 °C). Ale přestože hranice mezi vnitřním a vnějším jádrem je přibližně stejně horká jako povrch Slunce, pouze vnější jádro je tekuté. Vnitřní jádro je pevné, protože tlak v této hloubce je tak vysoký, že zabraňuje roztavení jádra

.