Budowa wnętrza Ziemi.

Wiedzę o Ziemi zawdzięczamy naukowcom prowadzącym różne badania w celu lepszego poznania naszej planety. Przeprowadzenie niektórych z tych badań może być znacznie utrudnione. Przykładem są badania wnętrza Ziemi. Ze względu na temperaturę oraz ciśnienie, które wzrastają wraz z głębokością, dotarcie do głęboko położonych warstw Ziemi jest trudne. Bezpośrednie obserwowanie budowy wnętrza Ziemi przez człowieka jest możliwe do głębokości około 3,8 km. Tak głęboko sięgają niektóre kopalnie leżące w Afryce Południowej. Do badania większych głębokości wykorzystuje się inne metody. Należą do nich wiercenia geologiczne wykonywane na stałym lądzie, i coraz liczniejsze wiercenia podmorskie. Jednak i one nie sięgają głębokości większych niż kilkanaście kilometrów. W porównaniu ze średnim promieniem ziemskim, liczącym 6371 km wciąż jest to niewiele. Najwięcej informacji o budowie wnętrza Ziemi dostarczają badania geofizyczne. Naukowcy analizują prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych, wywołanych przez trzęsienia ziemi. Fale te mają różną prędkość w zależności od ośrodka, przez który przechodzą. Dzięki analizie zapisów wstrząsów sejsmicznych wiadomo, że wnętrze Ziemi składa się z odmiennych warstw. Różnią się one stanem skupienia materii, gęstością, temperaturą, ciśnieniem i składem chemicznym. W wielkim uproszczeniu można przyjąć, że Ziemia jest podobna pod względem budowy do jajka. Ma jądro, które można przyrównać do żółtka, oraz płaszcz, któremu może odpowiadać białko. Podobnie jak jajko, Ziemia posiada zewnętrzną, kruchą i cienką skorupę. Najgłębiej znajduje się jądro. Stanowi ono 16,2 % objętości Ziemi i aż 31, 5 % jej masy. Jądro budują pierwiastki ciężkie, głównie metale. Wyróżnia się jądro wewnętrzne oraz zewnętrzne. Jądro wewnętrzne wykazuje cechy ciała stałego. Zbudowane jest prawdopodobnie z żelaza i niklu Z kolei jądro zewnętrzne przypuszczalnie ma właściwości cieczy. Otacza je gruba warstwa, zwana płaszczem Ziemi. Stanowi on 82,4 % objętości naszego globu i 67,8 % jego masy. Płaszcz, podobnie jak jądro, dzieli się na wewnętrzny oraz zewnętrzny. Na granicy jądra Ziemi i płaszcza wewnętrznego temperatura osiąga aż 4000 stopni celsjusza. Występują tu skały zarówno w stanie stałym jak i płynnym. Skały w stanie płynnym, występujące w płaszczu zewnętrznym Ziemi, to magma. W wyniku stałej wymiany ciepła pomiędzy jądrem a płaszczem, w płaszczu zewnętrznym Ziemi powstają prądy cieplne, zwane konwekcyjnymi. Zewnętrzną i zarazem najcieńszą warstwę naszej planety tworzy skorupa ziemska. Stanowi ona 1,4 % objętości Ziemi i tylko 0,7 % jej masy. Wyróżnia się dwie odmiany skorupy: kontynentalną, o grubości przekraczającej nawet 50 km, oraz oceaniczną, o grubości dochodzącej do 12 km. Skorupa ziemska wraz z górną warstwą płaszcza zewnętrznego tworzą litosferę. Podstawowymi i zarazem najmniejszymi z geologicznego punktu widzenia składnikami skorupy ziemskiej są minerały. To pierwiastki lub związki chemiczne o określonych właściwościach fizycznych. Minerały powstają w przyrodzie w sposób naturalny. Spośród 4 tysięcy rozpoznanych minerałów tylko 200 to minerały skałotwórcze. Pozostałe stanowią zaledwie 1 % objętości litosfer. Należą do nich między innymi kamienie szlachetne, takie jak diamenty, szmaragdy, rubiny czy też szafiry. Naturalne skupiska minerałów tworzą skały. Składają się one najczęściej z kilku lub więcej minerałów, rzadziej jednego. Ze względu na genezę wyróżnia się skały: magmowe, osadowe oraz przeobrażone. Skały magmowe powstają w procesie krzepnięcia lawy i krystalizacji magmy. Krystalizacja przebiega powoli, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi. Takie warunki sprzyjają wykształceniu się dużych kryształów minerałów. W wyniku krystalizacji powstają skały głębinowe. Natomiast efektem krzepnięcia lawy jest powstawanie skał wylewnych na powierzchni ziemi. Proces ten zachodzi szybko, dlatego też kryształy minerałów osiągają tak małe rozmiary, że nie są widoczne gołym okiem.