In Edgar Rice Burroughs' fantasievolle roman 'At the Earth's Core' (1914) boort de avontuurlijke jonge Engelsman David Innes het binnenste van de aarde in om het hol en bewoonbaar te vinden. In werkelijkheid zou hij door druk zijn verpletterd of levend zijn verbrand door stijgende temperaturen. Dat komt omdat de aarde is gedifferentieerd in lagen met verschillende dichtheid en temperaturen, in tegenstelling tot de maan of een meteoor, die grotendeels homologe, koude rotsen zijn.
Definitie
De differentiatie van de aarde beschrijft haar vorming in lagen, waaronder de ijzerrijke vaste binnenkern, de gesmolten buitenkern, de vaste mantel en de korst waarop we leven.
Samenstelling
De kern van de aarde is de dichtste laag (ongeveer 7,87 g/cm3) en bestaat grotendeels uit ijzer-nikkellegeringen - zware metalen. Daarboven bevindt zich de vaste mantel die grotendeels uit peridotiet bestaat (een gesteente dat op zijn beurt bestaat uit de mineralen olivijn en pyroxeen). De mantel is goed voor ongeveer 80 procent van het volume van de aarde. De dichtheid van de mantel is ongeveer de helft van die van de kern. Daarboven bevindt zich de granietrijke korst, met een dichtheid van slechts 2,58 g/cm3. Boven de planeet bevindt zich de atmosfeer, die waarschijnlijk werd gevormd door het vrijkomen van gassen uit het gesmolten binnenste van de aarde. De vroege atmosfeer was rijk aan kooldioxide en zwavelhoudende gassen. Water kan zijn geïntroduceerd door ijsdragende meteoren die ooit op de planeet regenden.
Vorming
De jonge aarde, als een protoplaneet, leek veel op de maan of een asteroïde -- een koude rots, met dezelfde samenstelling op het oppervlak als in de binnenste lagen. In de loop van de tijd zorgden drie verschijnselen ervoor dat de aarde opwarmde en grotendeels gesmolten werd. De eerste was het radioactieve verval van de elementen uranium (U), thorium (Th) en kalium (K), die allemaal warmte produceerden. Ten tweede was zwaartekrachtcompressie, of de planeet die 'zichzelf weegt', waarbij potentiële zwaartekrachtenergie tijdens verdichting in warmte werd omgezet. Dichtere materialen, zoals het metaalijzer, migreerden naar de kern, terwijl lichtere materialen zoals silicaten naar buiten migreerden om de mantel en korst te vormen. Ten derde waren er meteorieten, die het aardoppervlak verwarmden via schokgolven en impact. Na verloop van tijd steeg de temperatuur in het binnenste van de planeet tot het smeltpunt van ijzer (Fe) (door geologen het "ijzergebeurtenis" genoemd).
De toekomst van de aarde
We kunnen niet aannemen dat het proces van differentiatie voltooid is, hoewel het relatief stabiel blijft. Het is mogelijk dat de interne warmte van de aarde zal blijven dalen tot een punt waarop de planeet solide is; op dat moment zal de aarde koud en dood zijn zoals de maan.