Sebagian besar pengetahuan kita tentang struktur bumi berasal dari mempelajari gempa bumi. Setiap gempa bumi mengirimkan gelombang ke segala arah seperti cara menjatuhkan batu ke danau mengirimkan gelombang melalui air. Gelombang gempa ini disebut gelombang seismik. Mengamati gelombang seismik ini saat bergerak melalui bumi memberi para ilmuwan gagasan tentang berbagai bahan yang dilalui gelombang.
Ada dua jenis gelombang seismik: gelombang S dan gelombang P. Gelombang ini berperilaku berbeda saat melewati berbagai jenis material. Sama seperti gelombang suara yang berperilaku berbeda saat melewati air dan bukan udara; gelombang seismik berperilaku berbeda ketika melewati fase materi yang berbeda. Para ilmuwan mengetahui bahwa gelombang-P akan merambat melalui semua jenis material, tetapi gelombang-S tidak akan merambat melalui cairan.
Bumi tersusun dari beberapa lapisan. Setiap lapisan memiliki sifat karakteristiknya sendiri. Para ilmuwan berpikir tentang lapisan bumi dalam dua cara – dalam hal komposisi kimia dan sifat fisik.
Berdasarkan komposisi kimianya, Bumi dapat dibagi menjadi tiga lapisan terluar dari pusat Bumi: inti, mantel, dan kerak.
Lapisan padat terluar Bumi disebut kerak bumi. Itu terletak di atas mantel dan merupakan kulit terluar Bumi yang keras. Kerak adalah permukaan tempat kita hidup.
Keraknya adalah 0-32 KM (0-19.8miles). Sehubungan dengan lapisan lainnya, kerak adalah lapisan yang paling tipis dan paling tidak padat. Itu mengapung di atas mantel yang lebih lembut dan lebih padat. Kerak bumi terdiri dari batuan padat tetapi batuan ini tidak sama di seluruh dunia.
Ada dua jenis utama kerak:
Kerak samudera adalah lapisan tipis (sekitar 5 km) yang ditemukan di bawah lautan. Meskipun relatif tipis, ini adalah jenis kerak terpadat dan terdiri dari batuan metamorf yang disebut basal.
Kerak benua membentuk benua dan terletak di atas kerak samudera. Dibandingkan dengan kerak samudra, kerak benua lebih tebal (30 km). Kerak benua terdiri dari batuan yang kurang padat seperti granit. Meskipun kerak benua kurang padat, ia jauh lebih tebal daripada kerak samudra karena terdiri dari bebatuan yang membentuk benua.
Karena bagian dalam bumi sangat panas, arus panas mengalir dari inti ke kerak bumi. Ini disebut arus konveksi. Arus ini mendingin saat naik lebih dekat ke permukaan bumi. Arus konveksi di sepanjang dasar kerak bumi ini menyebabkan pergerakan lempeng tektonik. Pergerakan lempeng yang konstan disebut lempeng tektonik. Pergerakan lempeng-lempeng ini sangat lambat tetapi ketika mereka berbenturan menyebabkan gempa bumi. Kombinasi arus konveksi dari mantel dan pengaruh atmosfer membuat kerak sekitar 0-1598 °F dari permukaan ke dasar kerak. Kerak dan atmosfer adalah lapisan bumi yang paling dingin.
Keraknya rapuh di alam. Hampir 1% volume bumi dan 0,5% massa bumi terbuat dari kerak bumi. Unsur penyusun utama kerak bumi adalah Silica (Si) dan Aluminium (Al) sehingga sering disebut sebagai SIAL.
Diskontinuitas antara hidrosfer dan kerak disebut sebagai Diskontinuitas Conrad.
Lapisan di bawah kerak dan di atas inti adalah mantel. Tebalnya sekitar 2900 km. Hampir 84% volume bumi dan 67% massa bumi ditempati oleh mantel. Mantel memiliki kerapatan rata-rata 4,5g∕cm 3 . Kepadatan meningkat dengan kedalaman karena tekanan meningkat.
Diskontinuitas antara kerak dan mantel disebut Mohorovich Discontinuity atau Moho Discontinuity.
Mantel terutama terdiri dari batuan padat yang terbuat dari silikon dan magnesium, dan karenanya disebut sebagai SIMA. Jauh di dalam mantel, bebatuan terdiri dari magnesium dan besi. Alasan lain mengapa mantel menjadi lebih padat dengan kedalaman adalah karena batuan pada tingkat ini mengandung besi dan besi lebih padat daripada bahan di lapisan atas mantel.
Mantel bumi memiliki suhu yang berbeda pada kedalaman yang berbeda. Suhu mantel meningkat dengan kedalaman. Ini berkisar dari 1598-3992 ° F. Temperatur tertinggi terjadi ketika material mantel bersentuhan dengan inti penghasil panas. Mantel menahan banyak panas, yang diedarkan ke seluruh mantel dalam ruang yang disebut sel konvektif. Pergerakan panas dapat menyebabkan lempeng dasar laut dan benua bergeser. Selama jutaan tahun, lempeng-lempeng bumi bisa bergerak cukup banyak. Ketika pergeseran ini terjadi dengan cepat, kita mengalami gempa bumi.
Peningkatan suhu yang stabil dengan kedalaman ini dikenal sebagai gradien panas bumi. Gradien panas bumi bertanggung jawab atas perilaku batuan yang berbeda. Perilaku batuan yang berbeda digunakan untuk membagi mantel menjadi dua zona yang berbeda. Batuan di mantel atas bersifat dingin dan rapuh, sedangkan batuan di mantel bawah bersifat panas dan lunak tetapi tidak cair. Batuan di mantel atas cukup rapuh untuk pecah di bawah tekanan dan menghasilkan gempa bumi. Namun, batuan di mantel bawah lunak dan mengalir saat mengalami gaya alih-alih pecah.
Bagian padat paling atas dari mantel dan seluruh kerak merupakan Litosfer.
Astenosfer (di antara 80-200 km) adalah daerah mantel atas yang sangat kental, lemah secara mekanis, dan ulet, mengalami deformasi yang terletak tepat di bawah litosfer. Astenosfer adalah sumber utama magma dan merupakan lapisan di mana lempeng litosfer/lempeng benua bergerak (lempeng tektonik).
Diskontinuitas antara mantel atas dan mantel bawah dikenal sebagai Diskontinuitas Repetti.
Bagian mantel yang berada tepat di bawah litosfer dan astenosfer tetapi di atas inti disebut Mesosfer.
Bagian dalam Bumi adalah inti. Bagian Bumi ini berada sekitar 2900 km di bawah permukaan Bumi. Inti dipisahkan dari mantel oleh Guttenberg's Discontinuity.
Inti terutama terdiri dari besi (Fe) dan nikel (Ni) dan karenanya disebut juga NIFE . Inti merupakan hampir 15% volume Bumi dan 32,5% massa Bumi. Ini adalah lapisan Bumi terpadat dengan kerapatan berkisar antara 9,5 hingga 14,5g∕cm 3 .
Setelah mengamati kecepatan gelombang P dan gelombang S, para ilmuwan menyimpulkan bahwa pusat bumi terbagi menjadi dua lapisan – inti luar dan inti dalam.
Inti luar berbentuk cair karena suhunya cukup tinggi untuk melelehkan logam besi dan nikel. Inti luar dimulai sekitar 2900 km di bawah permukaan dan tebalnya sekitar 2300 km. Karena Bumi berputar, inti luar berputar mengelilingi inti dalam dan itu menyebabkan magnetisme Bumi. Magnetisme telah digunakan oleh para pelaut untuk menemukan jalan mereka di Bumi selama ribuan tahun. Magnet juga memengaruhi partikel di luar atmosfer Bumi hingga lebih dari 60.000 km ke luar angkasa. Inti luar adalah sekitar 3992-9032 °F. Kepadatan inti luar adalah antara 10 g/cm3 dan 12,3 g∕cm 3 .
Inti dalam adalah 5150 kilometer (3200 mil) di bawah permukaan bumi. Seseorang masih harus menempuh jarak sekitar 1300 kilometer (808 mil) lagi untuk mencapai pusatnya. Suhu di inti dalam adalah sekitar 5000 – 6000 °C (9032 – 10832 °F). Itu terbuat dari bahan yang sama dengan inti luar tetapi karena tekanan tinggi, inti dalam menjadi padat. Di sini, tekanan luar biasa, yang dihasilkan oleh berat batuan di atasnya, cukup kuat untuk menyatukan atom-atom dengan erat dan mencegah keadaan cair. Tekanan tinggi ini dan logam padat di intinya membuat densitasnya 13g∕cm 3 .
Diskontinuitas antara inti atas dan inti bawah disebut Lehmann Discontinuity.
Bumi juga dibagi menjadi beberapa lapisan berdasarkan sifat fisiknya, seperti padat atau cairnya lapisan tersebut.
Lima lapisan fisik adalah litosfer, astenosfer, mesosfer, inti luar, dan inti dalam.
1. Litosfer - Lapisan batuan padat terluar yang ditemukan di permukaan bumi adalah litosfer. Ini termasuk kerak dan padat, bagian paling atas dari mantel. Ini relatif kurang padat dibandingkan lapisan fisik Bumi lainnya. Litosfer terbagi menjadi beberapa bagian yang disebut lempeng tektonik.
2. Astenosfer – Astenosfer ditemukan di bawah litosfer dan merupakan lapisan mantel lemah atau lunak yang terbuat dari batuan padat yang bergerak sangat lambat. Itu terletak di bawah litosfer. Lempeng tektonik bergerak di atas astenosfer.
3. Mesosfer - Bagian bawah mantel yang kuat disebut mesosfer. Batuan di mesosfer mengalir lebih lambat daripada batuan di astenosfer. Mesosfer jauh lebih padat daripada astenosfer.
4. Inti luar – Inti luar adalah lapisan cair inti bumi. Inti luar terletak di bawah mantel dan mengelilingi inti dalam.
5. Inti dalam - Inti dalam adalah pusat planet kita yang padat dan padat. Inti dalam memanjang dari bagian bawah inti luar ke pusat bumi.
Litosfer dan astenosfer tidak sama dengan kerak dan mantel. Kerak dan mantel adalah lapisan komposisi Bumi. Litosfer dan astenosfer adalah lapisan fisik. Litosfer meliputi kerak dan bagian terluar mantel yang padat. Keraknya lebih tipis dari litosfer dan mengandung bahan batuan yang kaya akan silika dan jauh lebih padat daripada bahan batuan di lapisan bumi lainnya. Astenosfer adalah lapisan semipadat antara litosfer padat dan mesosfer.
Astenosfer bukanlah cairan. Material batuan penyusun astenosfer bersifat ulet, artinya dapat diregangkan secara perlahan. Astenosfer bersifat ulet karena panas yang intens di bagian dalam bumi. Saat material batuan di bagian bawah astenosfer memanas, ia naik perlahan. Saat naik, ia mulai mendingin dan tenggelam lagi. Jadi, material batuan di astenosfer bersirkulasi dalam sel konveksi yang sangat besar. Sel-sel konveksi ini menyebabkan pergerakan lempeng tektonik. Lempeng litosfer yang bertumpu pada astenosfer, terbawa arus astenosfer secara perlahan. Pergerakan lempeng litosfer menyebabkan gempa bumi dan gunung berapi.
