Det dybeste borehul er 12 km og findes på Kolahalvøen; den dybeste mine er ca. 4 km og findes i Sydafrika. Alligevel bygger kendskabet til opbygningen af de øverste ca. 200 km af jordkloden på direkte geologiske iagttagelser. Flere steder på Jorden, bl.a. på Cypern, er store flager af skorpen under oceanerne og den underliggende kappe, de såkaldte ofiolitkomplekser, blevet opskudt i forbindelse med pladetektoniske processer. Kontinentskorpens dybere dele kendes fra de nedslidte bjergkæder, hvor de er blevet gjort tilgængelige ved hævningsprocesser og erosion. Kimberlitpipes og andre vulkanske dannelser har transporteret brudstykker af skorpe- og kappemateriale til vejrs og gjort dem tilgængelige for undersøgelse. På dette grundlag er opstillet følgende model for opbygningen af de yderste dele af jordkloden:
Skorpen er forskellig under oceaner og kontinenter. Under oceanerne består den af tholeiitisk basalt underlejret af gabbro. Gabbroen dannes ved, at basaltmagma størkner i magmakamre nogle hundrede meter under oceanbunden. De nedre dele af gabbrolegemerne kan bestå af peridotit, opstået ved akkumulation af krystaller af olivin og pyroxen. Disse peridotitbjergarter adskilles af Moho-diskontinuiteten fra kappen, der er stærkt deformeret og opbygget af peridotitvarieteterne dunit og harzburgit. Dette er det kappemateriale, som bliver tilbage, efter at basaltmagma er dannet ved delvis opsmeltning af den øvre kappe.
Den kontinentale skorpe består øverst af magmabjergarter, sedimenter og metamorfoserede bjergarter, nederst af granulitfaciesbjergarter som fx granulit. Den øverste del af kappen består her af peridotit af typen lherzolit med olivin, orthopyroxen og clinopyroxen samt et aluminiumholdigt mineral, der indtil ca. 30 km dybde udgøres af plagioklas, mellem ca. 30 km og ca. 60 km af spinel og derunder af pyroprig granat. Kimberlitpipes indeholder endvidere brudstykker af eclogit, der kan være opstået ved størkning af basaltsmelte under høje tryk.
Modellen er i overenstemmelse med de oplysninger om skorpens og kappens opbygning, som er erhvervet ved geofysiske målinger og studiet af meteoritter.
Kendskabet til opbygningen af de dybeste dele af kappen baseres på de indirekte oplysninger, som de geofysiske målinger og eksperimentel petrologi har tilvejebragt. I laboratoriet har man udsat de formodede kappematerialer for de temperaturer og tryk, som råder nede i kappen, og man kan derved vurdere, hvilke materialer der er stabile ved de formodede betingelser og giver jordskælvsbølgerne de konstaterede hastigheder. Der skal her tages hensyn til, at hastigheden øges jævnt gennem kappen, dog springvis 350-400 km og 670-700 km under jordoverfladen. Disse forhold skyldes det stigende tryk nedad, som komprimerer krystalstrukturer til tættere og tættere modifikationer. Man mener på dette grundlag, at fra ca. 250 km dybde begynder olivin- og pyroxenstrukturerne at blive ændret til de tættere granat- og spinelstrukturer, hvilket giver en massefyldeforøgelse på ca. 9%. Diskontinuiteten ved 670-700 km skyldes sammenpresning til den endnu tættere perovskitstruktur, hvilket giver en massefyldeforøgelse på ca. 7,5%. Under ca. 700 km sker en yderligere sammenpresning til mineraler med oxidstrukturer. Det er uvist, om der også sker en ændring i den kemiske sammensætning af kappematerialet. Seismisk tomografi og andre undersøgelser viser i øvrigt, at kappen har en heterogen sammensætning og temperaturfordeling, som fx kan skyldes konvektionsbevægelser og nedsynkning af materiale i subduktionszoner.
I grænsen mellem kappen og kernen findes en ca. 200 km tyk zone, hvori der sker kraftige ændringer i jordskælvsbølgernes hastighed. Dette kan evt. repræsentere en zone, som består af materiale med en massefylde, der ligger mellem massefylderne for kernen og kappen. Grænsen mellem kappe og kerne menes at have et uregelmæssigt forløb. Ligesom jernmeteoritter består Jordens kerne sandsynligvis af jern-nikkel-legeringer, som indeholder cobalt, platinmetallerne, svovl og oxygen.
Jorden er omgivet af vand og luft: hydrosfæren og atmosfæren. En del af disses indhold af vand, kuldioxid og nitrogen er frigivet fra Jorden i forbindelse med vulkanske processer. Der foregår til stadighed en sådan frigivelse af gasser, men beregninger viser, at dannelsen af hydro- og atmosfærer kræver en kraftigere tilførsel, end den der nu foregår, hvilket kan have fundet sted i jordklodens allerførste tid, da kappen var smeltet. Der regnes imidlertid også med, at vand kan være tilført udefra af kometer og asteroider, som er stødt ind i Jorden i løbet af dens tidligste historie indtil for ca. 3800 mio. år siden. Kulchondritter indeholder fx ca. 20% vand. Jorden har i modsætning til Mars og Månen et så kraftigt tyngdefelt, at den har været i stand til at fastholde disse lette og flygtige stoffer.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.