Jörðin – Sjóðandi heit jarðlög
Grein/Linkur: Hnötturinn er með glóheitt hjarta úr járni
Höfundur: Lifandi Vísindi
Heimild: 
.
Mynd – visndavefur.is 30.10.2021
.
Nóvember 2021
Hnötturinn er með glóheitt hjarta úr járni
Útreikningar hafa leitt í ljós að jarðarkringlan var u.þ.b. 1.000 gráðu heit fyrir 4,6 milljörðum ára. Innihaldsefni hennar bráðnuðu vegna hitans af völdum sundrunar geislavirkra frumefna.
Járn og önnur frumefni féllu í átt að miðju þar sem járnið storknaði smám saman og myndaði miðju kjarnans. Léttari frumefni á borð við kísil, súrefni, ál, kalsíum og magnesíum urðu eftir í möttlinum og skorpunni.
Þegar járnið leitaði í átt að miðju jarðar losnaði úr læðingi orka til bræðslu. Upprunalegi hitinn úr þessu ferli ríkir enn í ytri hluta kjarnans og fyrir vikið er hann enn fljótandi.
Utan um ytri kjarnann er svo möttullinn, sem skiptist í innri og ytri hluta. Skilin á milli möttulsins og kjarnans nefnast Gutenberg-mörkin. Neðri hluti möttulsins samanstendur af silíkötum, en um er að ræða steinefni sem fela í sér mismikið magn af kísil.
Ástæða þess að möttullinn greinist í tvö lög er sennilega sú að ólík steinefni eru stöðug við þann mismikla þrýsting og það breytilega hitastig sem ræður ríkjum í lögunum tveimur.
Möttullinn er í föstu formi en þó ekki meira en svo að þar getur átt sér stað svonefndur varmaburður en með því er átt við að hitinn frá neðri lögunum færist upp mót efri lögum jarðar.
Ytri hluti möttulsins er að hluta til bráðinn og kallast deighvolf og á því hvíla heimsálfurnar. Heimsálfurnar eru hluti af ystu, hörðu skorpu jarðar, svokölluðu stinnhvolfi, sem samanstendur af skorpunni og ysta hluta möttulsins.
Mismunandi lög jarðar
Að öllu jöfnu er einkar mikill hiti undir ystu, köldu skorpunni. Hins vegar er grundvallarmunur á hitastigi og þrýstingi í iðrum jarðar, sem skiptist í ólík lög fyrir vikið. Ástæða þess að hnötturinn okkar er þannig úr garði gerður er sú að efnin í iðrum jarðar bráðna mishratt og að þungu frumefnin sækja inn á við.
– Skorpan
Hún er um það bil helmingur ysta, harða lagsins. Meginlöndin og hafsbotninn tilheyra skorpunni. Innihaldsefni skorpunnar eru ólík þeim í möttlinum undir henni. Í skorpunni er að finna efni sem fela í sér kísil, úran og kalíum. Skorpan inniheldur fyrir vikið mjög margar bergtegundir sem gengið hafa í gegnum mörg ólík jarðfræðileg ferli.
Dýpt: 0-75 km
Hitastig: 0-400 °C
– Móhó-mörkin
Skilin á milli möttuls og skorpu. Undir úthöfunum er að finna Móhó-mörkin (iðulega nefnd Móhó) á u.þ.b. fimm km dýpi í stinnhvolfinu en undir fjallgörðum kunna mörkin að vera á allt að 75 km dýpi.
Dýpt: 5-75 km
– Deighvolf
Þetta er seigfljótandi lag sem meginlöndin hvíla á. Lag þetta er í raun hluti af möttlinum og felur í sér mismikið bráðin járn- og magnesíum-silíköt. Fjallgarðar þrýsta stinnhvolfinu niður í deighvolfið og sömu sögu er að segja af ísbreiðum þegar ísaldir geisa. Hreyfingarnar valda því að meginlandsflekarnir færast lítilsháttar til á ári hverju, sem leysir úr læðingi jarðskjálfta.
Dýpt: 100-350 km
Hitastig: 1.600 °C
– Stinnhvolf
Svo nefnist ysti, harði hluti jarðarinnar. Stinnhvolfið samanstendur af skorpunni og ysta harða hluta möttulsins. Um er að ræða tvær gerðir af stinnhvolfi: annars vegar þann hluta sem fyrirfinnst á hafsbotni og hins vegar þann sem meginlöndin eru gerð úr. Meginlandsflekarnir hvíla, líkt og risavaxnir hlutar af púsluspili, á fljótandi möttlinum undir, þ.e. á deighvolfinu.
Dýpt: 0-200 km
Hitastig: 200-600 °C
– Möttull
Um er að ræða hluta af iðrum jarðar, sem býr yfir nokkurn veginn einsleitri efnasamsetningu. Möttullinn nær yfir svæðið frá neðri hluta stinnhvolfsins og alla leiðina að ytri kjarnanum. Neðst í möttlinum er u.þ.b. 4.000 gráðu hiti og hluti hitans leitar upp á við. Við skil möttulsins og skorpunnar nemur hitastigið u.þ.b. 500 gráðum.
Dýpt: 75-2.900 km
Hitastig: 500-4.000 °C
– Miðhvolf
Miðhvolfið er stór hluti möttulsins. Þrýstingurinn eykst umtalsvert eftir því sem neðar dregur í miðhvolfinu. Fyrir bragðið álíta jarðfræðingar að uppbygging magnesíumríku silíkatanna sem möttullinn samanstendur af breytist á mörkunum milli efri og neðri möttuls. Breytingin á uppbyggingunni hafi það í för með sér að steinefnin í svonefndum spinlaflokki taki breytingum og leiði af sér steinefnið peróvskít.
Dýpt: 660-2.900 km
Hitastig: 500-4.000 °C
– Gútenberg-mörkin
Dýpt: 2.900 km
Skilin milli kísilríks möttulsins og járnríks kjarnans.
– Ytri kjarni
Ytri kjarninn er fljótandi og samanstendur af járni og frumefnum sem járn dregur að sér, svo sem nikkel. Segulsvið jarðar myndast hér af völdum straumanna í fljótandi efninu. Jarðfræðingum hefur tekist að reikna út, með hjálp jarðskjálftarannsókna, að ytri kjarninn sé fljótandi. Það að hann samanstandi af járni hefur hins vegar tekist að reikna út með hliðsjón á vitneskjunni um heildarþyngd jarðar.
Dýpt: 2.900-5.000 km
Hitastig: 4.000-4.500 °C
Innri kjarni
Innri kjarninn er í föstu formi og samanstendur, líkt og sá ytri, aðallega af járni og nikkel. Að öllum líkindum er hér einnig að finna stóran hluta af eðalmálmum jarðar (m.a. gull og platínu). Járnkjarninn er álitinn hafa myndast u.þ.b. 500 milljón árum eftir að hnötturinn mótaðist. Nokkrir vísindamenn hafa sett fram þá tilgátu að kjarninn kunni að hafa myndast sem einn risastór járnkristall.
Dýpt: 5.000-6.370 km
Hitastig: 4.500-7.000 °C
