地球の構造に関する私たちの知識のほとんどは、地震の研究から得られます。湖に岩を落とすと波が水面に広がるように、あらゆる地震はあらゆる方向に波を発します。この地震波を地震波といいます。これらの地震波が地球を通過する際に観測することで、科学者は波が移動するさまざまな物質についてのアイデアを得ることができます。
地震波には、 S波とP波の2種類があります。これらの波は、さまざまな種類の物質を通過するときに異なる動作をします。音波が空気ではなく水を通過するとき、音波が異なる振る舞いをするのと同じように。地震波は、物質のさまざまな段階を通過するときに異なる振る舞いをします。科学者は、P 波はあらゆる種類の物質を通過しますが、S 波は液体を通過しないことを知っています。
地球はいくつかの層でできています。各レイヤーには独自の特性があります。科学者は地球の層について、化学組成と物理的性質の 2 つの方法で考えています。
化学組成に基づいて、地球は地球の中心から外側に向かって、コア、マントル、地殻の 3 つの層に分けることができます。
地球の最も外側の固体層は地殻と呼ばれます。マントルの上にあり、地球の硬い外殻です。地殻は私たちが住んでいる表面です。
地殻は 0 ～ 32 KM (0 ～ 19.8 マイル) です。他の層と比較して、地殻は最も薄く、最も密度の低い層です。それは、より柔らかく、より密度の高いマントルに浮かんでいます。地殻は硬い岩でできていますが、これらの岩は世界中で同じではありません。
クラストには大きく分けて次の 2 種類があります。
海洋地殻は、海の下にある薄い層 (約 5 km) です。比較的薄いですが、最も密度の高い地殻であり、玄武岩と呼ばれる変成岩で構成されています。
大陸地殻は大陸を構成し、海洋地殻の上にあります。海洋地殻と比較して、大陸地殻はより厚い (30 km)。大陸地殻は、花崗岩などの密度の低い岩石で構成されています。大陸地殻は密度が低くても、大陸を構成する岩石で構成されているため、海洋地殻よりもはるかに厚いです。
地球は内部が非常に高温であるため、コアから地殻へと熱の流れが流れます。これを対流と呼びます。この流れは、地表に近づくにつれて冷やされます。地殻の底に沿ったこの対流は、構造プレートの移動を引き起こします。プレートの絶え間ない動きは、プレートテクトニクスと呼ばれます。これらのプレートの動きは非常にゆっくりですが、それらが衝突すると地震が発生します。マントルからの対流と大気の影響の組み合わせにより、地殻は表面から地殻の底まで約 0-1598 °F になります。地殻と大気は、地球の層の中で最も低温です。
地殻は本質的にもろい。地球の体積のほぼ 1%、地球の質量の 0.5% が地殻でできています。クラストの主な構成元素はシリカ(Si)とアルミニウム(Al)であるため、しばしばSIAL と呼ばれます。
水圏と地殻の間の不連続は、コンラッド不連続と呼ばれます。
地殻の下で核の上にある層がマントルです。その厚さは約 2900 km です。地球の体積の約 84%、地球の質量の 67% がマントルで占められています。マントルの平均密度は 4.5g/cm 3です。圧力が増加するため、密度は深さとともに増加します。
地殻とマントルの間の不連続は、モホロビッチ不連続またはモホ不連続と呼ばれます。
マントルは、主にケイ素とマグネシウムからなる固体の岩石で構成されているため、SIMA と呼ばれています。マントルの奥深くでは、岩石はマグネシウムと鉄で構成されています。マントルが深くなるにつれて密度が高くなるもう 1 つの理由は、このレベルの岩石には鉄が含まれており、鉄はマントルの上層の物質よりも密度が高いためです。
地球のマントルは深さによって温度が異なります。マントルの温度は、深さとともに上昇します。それは1598-3992°Fの範囲です。最高温度は、マントル材料が熱を発生するコアと接触している場所で発生します。マントルは大量の熱を保持しており、対流セルと呼ばれる空間でマントル全体を循環しています。熱の移動により、海底と大陸のプレートが移動する可能性があります。何百万年もの間、地球のプレートはかなり大きく動くことができます。これらの変化が急速に起こると、地震が発生します。
深さとともに温度が着実に上昇することは、地熱勾配として知られています。地熱勾配は、さまざまな岩石の挙動の原因です。異なる岩石の挙動は、マントルを 2 つの異なるゾーンに分割するために使用されます。上部マントルの岩石は冷たくてもろく、下部マントルの岩石は熱くて柔らかいですが、溶けていません。上部マントルの岩石はもろく、圧力を受けると壊れて地震を引き起こします。しかし、下部マントルの岩石は柔らかく、力を受けると壊れずに流れます。
マントルの最上部の固体部分と地殻全体がリソスフェアを構成しています。
アセノスフェア (80 ～ 200 km の間) は、リソスフェアのすぐ下に位置する上部マントルの粘性が高く、機械的に弱く、延性のある変形領域です。アセノスフェアはマグマの主な供給源であり、リソスフェア プレート/大陸プレートが移動する層です (プレート テクトニクス)。
上部マントルと下部マントルの間の不連続は、レペティ不連続として知られています。
リソスフェアとアセノスフェアのすぐ下でコアの上にあるマントルの部分は中間圏と呼ばれます。
地球の内部はコアです。地球のこの部分は、地表から約 2900 km 下にあります。コアは、グッテンベルグの不連続性によってマントルから分離されています。
コアは主に鉄（Fe）とニッケル（Ni）で構成されているため、 NIFEとも呼ばれます。コアは、地球の体積のほぼ 15% と地球の質量の 32.5% を構成します。密度は 9.5 ～ 14.5g/cm 3で、地球で最も密度の高い層です。
P 波と S 波の速度を観測した結果、科学者は地球の中心が外核と内核の 2 つの層に分かれていると結論付けました。
鉄とニッケル金属を溶かすのに十分な温度であるため、外核は液体です。外核は地表下約 2900 km から始まり、厚さは約 2300 km です。地球は自転しているため、外核が内核を中心に回転し、それが地球の磁気を引き起こします。磁力は、何千年もの間、船乗りが地球上で自分の道を見つけるために使用してきました。磁気はまた、宇宙まで 60,000 km 以上離れた地球の大気圏外の粒子にも影響を与えます。外側のコアは約 3992 ～ 9032 °F です。外側コアの密度は 10 g/cm3 ～ 12.3 g/cm 3です。
内核は地表から 5150 キロメートル (3200 マイル) 下にあります。中心部に到達するには、さらに約 1300 キロメートル (808 マイル) 移動する必要があります。内部コアの温度は約 5000 ～ 6000 °C (9032 ～ 10832 °F) です。外側のコアと同じ材料で作られていますが、圧力が高いため、内側のコアはしっかりしています。ここでは、上にある岩石の重さによって生成される途方もない圧力が、原子を密集させて液体状態を防ぐのに十分なほど強力です。この高圧とコアの緻密な金属により、その密度は 13g/cm 3になります。
上部コアと下部コアの間の不連続は、レーマン不連続と呼ばれます。
地球もまた、層が固体か液体かなどの物理的特性に基づいて層に分割されます。
5 つの物理層とは、リソスフェア、アセノスフェア、中間圏、外核、内核です。
1. リソスフェア- 地球の表面にある固体岩の最外層がリソスフェアです。マントルの最上部である地殻と固体の両方が含まれます。地球の他の物理層よりも密度が比較的低いです。リソスフェアは、構造プレートと呼ばれる部分に分かれています。
2. アセノスフィア– アセノスフィアはリソスフェアの下にあり、非常にゆっくりと移動する固い岩石でできた弱いまたは柔らかいマントルの層です。それはリソスフェアの下にあります。構造プレートはアセノスフェアの上を移動します。
3. 中間圏- マントルの下部の強い部分は中間圏と呼ばれます。中間圏の岩石は、アセノスフェアの岩石よりもゆっくりと流れます。中間圏はアセノスフェアよりもはるかに密度が高い。
4. 外核- 外核は、地球の核の液体層です。外核はマントルの下にあり、内核を取り囲んでいます。
5. 内核- 内核は、固体で密度の高い地球の中心です。内核は、外核の底から地球の中心まで伸びています。
リソスフェアとアセノスフェアは、地殻とマントルと同じではありません。地殻とマントルは地球の構成層です。リソスフェアとアセノスフェアは物理層です。リソスフェアには、地殻とマントルの最も外側の固体部分が含まれます。地殻はリソスフェアよりも薄く、シリカが豊富で、地球の他の層の岩石物質よりも密度がはるかに低い岩石物質を含んでいます。アセノスフェアは、固体リソスフェアと中間圏の間の半固体層です。
アセノスフィアは液体ではありません。アセノスフェアを構成する岩石は延性があり、ゆっくりと伸ばすことができます。アセノスフェアは、地球内部の激しい熱のために延性があります。アセノスフェア下部の岩石が加熱されると、ゆっくりと上昇します。上昇すると、冷えて再び沈み始めます。このように、アセノスフェアの岩石物質は巨大な対流セルの中で循環しています。これらの対流セルは、構造プレートの動きを引き起こします。アセノスフェア上にあるリソスフェア プレートは、アセノスフェアがゆっくりと流れるにつれて運ばれます。リソスフェア プレートの動きは、地震や火山を引き起こします。
