อุณหภูมิของธรณีภาคของโลก

ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกสอนว่าโลกถูกแบ่งออกเป็นชั้นที่เรียกว่าเปลือกโลก เสื้อคลุม และแกนกลาง โดยมีทวีปและแอ่งมหาสมุทรที่ทำจากเปลือกโลกชนิดต่างๆ พื้นผิวประกอบด้วยแผ่นขนาดยักษ์ที่เคลื่อนที่ช้ามาก อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวนี้ไม่ได้หยุดอยู่ที่ด้านล่างของเปลือกโลก แต่จะหยุดที่โซนภายในเสื้อคลุมแทน หินที่อยู่เหนือโซนนี้ รวมทั้งเปลือกโลกและส่วนบนของเสื้อคลุม เรียกว่าเปลือกโลก

โลกประกอบด้วยสี่ชั้นหลัก ที่พื้นผิวเป็นชั้นบางๆ เย็นๆ ของหินที่หลากหลายมากซึ่งประกอบเป็นเปลือกโลก โดยมีความหนาเฉลี่ยประมาณ 30 กิโลเมตร (18.6 ไมล์) เสื้อคลุมก่อตัวเป็นชั้นของแร่ธาตุซิลิเกตที่มีความหนาประมาณ 2,900 กิโลเมตร (1,800 ไมล์) ใต้เปลือกโลก ที่ศูนย์กลางคือแกนกลาง ซึ่งจริงๆ แล้วมีสองชั้น: แกนนอกของโลหะหลอมเหลวประมาณ 2,250 หนากิโลเมตร (1,400 ไมล์) และแกนโลหะแข็งที่มีรัศมีประมาณ 1,220 กิโลเมตร (800 .) ไมล์) แกนทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลวส่วนใหญ่เป็นเหล็ก บวกกับนิกเกิล กำมะถัน และธาตุอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย

เสื้อคลุมมีสัดส่วนประมาณ 84 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรโลก และเปลือกโลกคิดเป็นอีก 1 เปอร์เซ็นต์ แกนกลางที่เหลืออีก 15 เปอร์เซ็นต์

นักวิทยาศาสตร์โลกแบ่งเสื้อคลุมออกเป็นเสื้อคลุมด้านบนและด้านล่าง โดยวางขอบเขตไว้ลึกประมาณ 670 กิโลเมตร (416 ไมล์) พวกเขาแบ่งเสื้อคลุมยาวสองสามสิบกิโลเมตรบนสุดออกเป็นสองส่วนตามลักษณะการทำงานของหินเมื่อมีการใช้ความเครียดซึ่งหมายถึงเมื่อถูกผลักหรือดึง ชั้นบนสุดของเสื้อคลุมมีแนวโน้มที่จะแตกออกเมื่อใช้แรงกด ในขณะที่ชั้นที่อยู่ด้านล่างจะนิ่มพอที่จะงอได้ การแตกหักเรียกว่าการเสียรูป "เปราะ": ดินสอหักคือการเสียรูปที่เปราะ ชั้นล่างทำปฏิกิริยากับความเครียดด้วยการเสียรูป "เหนียว" หรือ "พลาสติก" เช่น หลอดยาสีฟันหรือก้อนดินจำลอง

นักวิทยาศาสตร์เรียกส่วนบนของแมนเทิลซึ่งแสดงการเสียรูปของพลาสติกว่าแอสทีโนสเฟียร์และเรียกการรวมกันของเปลือกโลกกับชั้นเปลือกโลกที่ตื้นกว่า ซึ่งเปลือกโลกที่เปราะบางกว่าจะปกคลุมเปลือกโลก ขอบเขตระหว่างสองชั้นมีตั้งแต่ไม่กี่กิโลเมตรใต้พื้นผิวที่ศูนย์กลางการแพร่กระจายของมหาสมุทรไปจนถึงประมาณ 70 กิโลเมตร (44 ไมล์) ใต้ศูนย์กลางของทวีป

นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าโลหะผสมนิกเกิล-เหล็กที่เป็นของแข็งที่ใจกลางโลกมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 5,000 ถึง 7,000 องศาเซลเซียส (ประมาณ 9,000 ถึง 13,000 องศาฟาเรนไฮต์) แกนของเหลวด้านนอกนั้นเย็นกว่า แต่ส่วนล่างของเสื้อคลุมยังคงมีอุณหภูมิประมาณ 4,000 ถึง 5,000 องศาเซลเซียส (7,200 ถึง 9,000 องศาฟาเรนไฮต์) อุณหภูมินี้ร้อนเกินพอที่จะละลายหินปกคลุม แต่แรงกดดันที่สูงมากทำให้หินเหล่านี้ไม่เปลี่ยนเป็นของเหลว ในทางกลับกัน หินปกคลุมที่ร้อนที่สุดจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างช้าๆ ในเวลาเดียวกัน หินที่เจ๋งที่สุดในเสื้อคลุมชั้นบนจะจมเข้าหาแกนกลาง การเคลื่อนที่คงที่นี้จะสร้างกระแสน้ำที่ช้ามากไหลเวียนอยู่ภายในเสื้อคลุม

หินในเปลือกโลกยังคงแข็ง ลอยอยู่บนหินที่อ่อนนุ่มหรือละลายบางส่วนในชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ ก้นของแผ่นเปลือกโลกอยู่ที่ขอบเขตระหว่างแอสทีโนสเฟียร์กับธรณีสเฟียร์ไม่ใช่ ด้านล่างของเปลือกโลก และเป็นลักษณะพลาสติกของแอสเธโนสเฟียร์ที่ช่วยให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว ย้าย.

เปลือกโลกไม่มีอุณหภูมิจำเพาะ แต่อุณหภูมิจะแตกต่างกันไปตามความลึกและตำแหน่ง ที่พื้นผิวอุณหภูมิจะใกล้เคียงกับอุณหภูมิอากาศเฉลี่ย ณ สถานที่นั้น อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความลึกลงไปที่ด้านบนสุดของแอสทีโนสเฟียร์ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 1,280 องศาเซลเซียส (2,336 องศาฟาเรนไฮต์)

อัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่มีความลึกเรียกว่าการไล่ระดับความร้อนใต้พิภพ การไล่ระดับสูงขึ้น -- อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากขึ้นด้วยความลึก -- ในแอ่งน้ำในมหาสมุทรที่เปลือกโลกมีความบาง ในทวีปต่างๆ การไล่ระดับจะต่ำเนื่องจากเปลือกโลกและเปลือกโลกมีความหนา