Kärnan, manteln och jordskorpan
Ari Brozinski och Elina Lehtonen. Svenska redaktörer Cecilia Aarnio och Anna Saukko.
Tre skikt
När jordskorpan utvecklades fick vår planet en grundämnessammansättning som liknar den nuvarande. Om man ser på jordklotets kemiska sammansättning, dvs de olika grundämnenas distribution, kan jorden delas in i tre delar: kärnan, manteln samt skorpan. Varje del kännetecknas av sin egen sammansättning och sina egna förhållanden.
Vad finns i jordens kärna?
Kärnan utgör nästan en tredjedel av jordens massa, 32 %, och 15 % av dess volym. Trots att hela kärnan huvudsakligen består av järn och nickel brukar man dela den i två distinkta delar: den inre och den yttre kärnan. Den yttre kärnan, som börjar på ett djup av cirka 2900 kilometer, är i flytande tillstånd. Den fasta inre kärnan börjar på 5200 kilometers djup och sträcker sig ända till jordens centrum på 6400 kilometers djup. Den inre kärnan är fast eftersom det extrema trycket där (upp till 360 GPa eller 3,6 miljoner gånger atmosfärstrycket) förhindrar järnet från att smälta. Detta fasta tillstånd har bland annat bekräftats genom seismiska mätningar. Den järn- och nickelrika sammansättningen avslöjas också av jordens magnetfält.
Vad består manteln av?
Manteln utgör en stor del av både jordens volym, 84 %, och dess massa, 67 %. Mantelns nedre gräns ligger på cirka 2900 kilometers djup och den sträcker sig upp till ungefär 40 kilometers djup. Manteln består huvudsakligen av fast material som vid differentieringen var för tungt för att stanna kvar vid ytan men för lätt för att sjunka ned i jordens kärna. Mantelns kemiska sammansättning innehåller en rik variation av grundämnen, varav de flesta är olika föreningar av syre, magnesium, järn och kisel.
Skorpans anatomi
Jordens översta lager består av skorpan, som utgör mindre än en procent av jordens totala volym och vars massa är 0,4 % av jordens totala massa. Skorpan består av kontinentala och oceaniska delar. Den kontinentala skorpan är i genomsnitt 40 km tjock, medan den oceaniska är betydligt tunnare.
Jordskorpan innehåller relativt lätta material med låg smältpunkt. Exempel på sådana är föreningar bildade av kisel, aluminium, kalcium, syre och järn. Även om över en tredjedel (35 %) av jordens massa består av järn, är det mesta koncentrerat till de inre delarna som ett resultat av differentieringen. Den kontinentala skorpan täcks vanligtvis av ett löst sedimentlager med en genomsnittlig tjocklek på 0,45 km.
Jordklotets totala sammansättning
En granskning av jordens struktur visar att grundämnena är ojämnt fördelade mellan planetens olika lager. Den totala sammansättningen av planeten visas i det bifogade cirkeldiagrammet. Fyra grundämnen – järn, syre, kisel och magnesium – utgör den överlägset största delen av vår planet. De följande fyra vanligaste grundämnena – nickel, svavel, kalcium och aluminium – utgör vardera mellan en och två procent av jorden. De återstående grundämnena (till exempel guld, silver, platina och tenn) utgör tillsammans mindre än en procent.
Källor
Lehtinen, M., Nurmi, P. och Rämö, T. 1998: Suomen kallioperä: 3000 vuosimiljoonaa. Suomen geologinen seura. Helsinki. Saatavilla: Suomen Kallioperä | geologinenseura.fi
Marshak, S. 2004: Earth: portrait of a planet, 2nd ed. W.W Norton and Company. USA.
McDonough, W. F. 2000: The Composition of The Earth. Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University.
Middlemost, E. 1997: Magmas Rocks and Planetary Development: A survey of magma/igneous rock systems. Addison Wesley Longman Limited. Singapore.
Press, F., Siever, R., Grotzinger, J. och Jordan, T.H. 2003: Understanding Earth, 4th ed. W.H. Freeman and Company. USA.
