ساختار زمین
زمین یک سیارهٔ سنگی است یعنی به جای آنکه مانند سیارهٔ هرمز یک غول گازی باشد، از خاک و سنگ ساخته‌است. زمین در جرم و حجم در میان چهار سیارهٔ سنگی سامانهٔ خورشیدی در جایگاه نخست قرار دارد. همچنین زمین در میان آن‌ها از بیشترین چگالی و گرانش سطحی، نیرومندترین میدان مغناطیسی و سریع‌ترین سرعت در گردش برخوردار است[۶۳] و احتمالاً تنها سیاره‌ای است که صفحه‌های زمین‌ساخت بشقابی آن فعال اند.[۶۴]
شکل
شکل زمین مانند یک کره‌است با این تفاوت که بر روی دو قطب آن و در راستای محور میان آن دو، دچار پهن شدگی و در گرداگرد استوا دچار بیرون زدگی شده‌است (شکم داده‌است).[۶۶] این بیرون زدگی در ناحیهٔ استوا، به دلیل گردش زمین بوجود آمده‌است و باعث ایجاد اختلاف ۴۳ کیلومتری میان قطر زمین در مدار استوایی و قطر آن میان دو قطب شده‌است.[۶۷]
کوه اورست با بلندی ۸۸۴۸ متر بالاتر از سطح آزاد دریاها و درازگودال ماریانا با عمق ۱۰٬۹۱۱ متر پایین‌تر از سطح آزاد دریاها به ترتیب بلندترین و عمیق‌ترین نقاط در سطح کرهٔ زمین اند. اما باید به این نکته توجه داشت که به دلیل شکم دادگی کرهٔ زمین در مدار استوا، نوک کوه اورست همچنان دورترین نقطه از مرکز کرهٔ زمین نیست. دورترین نقطه از مرکز کرهٔ زمین یا به عبارت دیگر بیرونی‌ترین نقطه از سطح زمین، نوک آتشفشانی به نام چیمبورازو در اکوادور و کوه اوآسکاران در پرو است.[۶۸][۶۹][۷۰]
| ترکیب شیمیایی | فرمول | درصد در | |
|---|---|---|---|
| قاره‌ها | اقیانوس‌ها | ||
| سیلیسیم دی اکسید | SiO۲ | ٪۶۰٫۲ | ٪۴۸٫۶ |
| آلومینا | Al۲O۳ | ٪۱۵٫۲ | ٪۱۶٫۵ |
| کلسیم اکسید | CaO | ٪۵٫۵ | ٪۱۲٫۳ |
| اکسید منیزیم | MgO | ٪۳٫۱ | ٪۶٫۸ |
| آهن | FeO | ٪۳٫۸ | ٪۶٫۲ |
| اکسید سدیم | Na۲O | ٪۳٫۰ | ٪۲٫۶ |
| پتاسیم اکسید | K۲O | ٪۲٫۸ | ٪۰٫۴ |
| اکسید آهن (III) | Fe۲O۳ | ٪۲٫۵ | ٪۲٫۳ |
| آب | H۲O | ٪۱٫۴ | ٪۱٫۱ |
| دی‌اکسید کربن | CO۲ | ٪۱٫۲ | ٪۱٫۴ |
| تیتانیوم دی اکسید | TiO۲ | ٪۰٫۷ | ٪۱٫۴ |
| پنتا اکسید فسفر | P۲O۵ | ٪۰٫۲ | ٪۰٫۳ |
| مجموع | ٪۹۹٫۶ | ٪۹۹٫۹ | |
ساختار شیمیایی
جرم زمین تقریباً ۵٫۹۸×۱۰^۲۴ کیلوگرم است و بیشتر از عنصرهایی مانند آهن (۳۲٫۱٪)، اکسیژن (۳۰٫۱٪)، سیلیسیم (۱۵٫۱٪)، منیزیم (۱۳٫۹٪)، گوگرد (۲٫۹٪)، نیکل (۱٫۸٪)، کلسیم (۱٫۵٪) و آلومینیم (۱٫۴٪) ساخته شده‌است ۱٫۲٪ باقی‌مانده را نیز رگه‌هایی از دیگر عنصرها می‌سازد. دانشمندان بر این باورند که ۸۸٫۸٪ از هستهٔ زمین از آهن، ۵٫۸٪ از نیکل، ۴٫۵٪ از گوگرد و ۱٪ از دیگر عنصرها ساخته شده‌است.[۷۲]
فرانک کلارک، زمین‌شناس سرشناس محاسبه کرده‌است که کمی بیش از ۴۷٪ پوستهٔ زمین از اکسیژن ساخته شده‌است. بیشتر سنگ‌های سازندهٔ پوستهٔ زمین از مواد اکسیدشده ساخته شده‌اند. البته کلر، گوگرد و فلوئور در این مورد استثناء هستند و مقدار آن‌ها در سنگ‌ها معمولاً کمتر از ۱٪ است. اکسیدهای مهم عبارتند از: سیلیس، آلومینا، اکسید آهن، اکسید منیزیم، آهک، پتاس و سودا یا اکسید سدیم. در میان اکسیدهای گفته شده، سیلیس از همه مهم‌تر است. کلارک نتیجه‌گیری کرده‌است که ۹۹٫۲۲٪ از مواد پوستهٔ زمین از ۱۱ اکسید ساخته شده‌اند. این مواد در جدول کناری آمده‌اند.[۷۳]
ساختار درونی
درون زمین را مانند دیگر سیاره‌های خاکی می‌توان بسته به تفاوت‌های شیمیایی و فیزیکی (رئولوژی) که در آن دیده می‌شود، به چندین لایه تقسیم کرد. زمین بر خلاف دیگر سیاره‌های خاکی از دو هستهٔ بیرونی و درونی جدا از هم ساخته شده‌است. لایهٔ بیرونی زمین که پوسته نام دارد، جامد است و بیشتر از سیلیکات‌ها ساخته شده‌است. درست در زیر پوسته، گوشتهٔ جامد، لایه‌ای با گرانروی بسیار بالا قرار دارد. پوسته و گوشته با کمک لایه‌ای به نام ناپیوستگی موهوروویچیچ از هم جدا می‌شوند. ضخامت پوسته در نقاط گوناگون زمین تغییر می‌کند، این ضخامت به طور متوسط در زیر اقیانوس‌ها حدود ۶ کیلومتر است و در بخش‌های قاره‌ای به ۳۰ تا ۵۰ کیلومتر هم می‌رسد. مجموعهٔ پوسته و ناحیهٔ بالایی گوشته که سرد و سخت است روی هم لیتوسفر نام دارد. زمین‌ساخت بشقابی یا همان صفحه‌های تکتونیکی مربوط به لیتوسفر است. در زیر لیتوسفر، لایهٔ آستنوسفر (به انگلیسی: asthenosphere) قرار دارد. این لایه به نسبت از گرانروی کمتری برخوردار است به گونه‌ای که لیتوسفر بر روی آن روان است. دگرگونی‌های مهم در ساختار بلوری در گوشته در عمقی میان ۴۱۰ تا ۶۶۰ کیلومتری از سطح زمین رخ می‌دهد. این بازه، که بازهٔ گذار نام دارد، گوشتهٔ بیرونی و درونی را از یکدیگر جدا می‌کند. در زیر گوشته، لایه‌ای با گرانروی بسیار کم قرار دارد، این لایه که هستهٔ بیرونی نام دارد بر روی لایهٔ جامد و در حال گردش هستهٔ درونی جای گرفته‌است.[۷۴]
 برشی از مقطع زمین، از مرکز تا سطح آن، این شکل برپایهٔ اندازه‌های واقعی نیست. |
عمق[۷۶] (کیلومتر) |
نام لایه | چگالی g/cm۳ |
|---|---|---|---|
| ۰–۶۰ | لیتوسفر[یادداشت ۹] | — | |
| ۰–۳۵ | پوسته[یادداشت ۱۰] | ۲٫۲–۲٫۹ | |
| ۳۵–۶۰ | گوشتهٔ بالایی | ۳٫۴–۴٫۴ | |
| ۳۵–۲۸۹۰ | گوشته | ۳٫۴–۵٫۶ | |
| ۱۰۰–۷۰۰ | استنوسفر | — | |
| ۲۸۹۰–۵۱۰۰ | هستهٔ بیرونی | ۹٫۹–۱۲٫۲ | |
| ۵۱۰۰–۶۳۷۸ | هستهٔ درونی | ۱۲٫۸–۱۳٫۱ |
