De aarde is een afgeplatte sferoïde. Zij is opgebouwd uit een aantal verschillende lagen zoals vastgesteld door diepe boringen en seismisch bewijs (figuur 10h-1). Deze lagen zijn:

• De kern die ongeveer 7000 kilometer in diameter is (3500 kilometer in radius) en zich in het centrum van de Aarde bevindt.
• De mantel die de kern omgeeft en een dikte van 2900 kilometer heeft.
• De korst drijft bovenop de mantel. Deze bestaat uit basaltrijke oceanische korst en granietrijke continentale korst.

Figuur 10h-1: Lagen onder het aardoppervlak.

De kern is een ijzer- en nikkelrijke laag die is opgebouwd uit twee lagen: de binnenkern en de buitenkern. Er wordt aangenomen dat de binnenkern vast is met een dichtheid van ongeveer 13 gram per kubieke centimeter en een straal van ongeveer 1220 kilometer. De buitenste kern is vloeibaar en heeft een dichtheid van ongeveer 11 gram per kubieke centimeter. Hij omgeeft de binnenkern en heeft een gemiddelde dikte van ongeveer 2250 kilometer.

De aardmantel is bijna 2900 kilometer dik en omvat ongeveer 83% van het volume van de aarde. Hij bestaat uit verschillende lagen. De bovenmantel bestaat vanaf de basis van de korst naar beneden toe tot een diepte van ongeveer 670 kilometer. Dit deel van het binnenste van de Aarde zou bestaan uit peridotiet, een ultramaf gesteente dat bestaat uit de mineralen olivijn en pyroxeen. De bovenste laag van de mantel, 100 tot 200 kilometer onder het aardoppervlak, wordt de asthenosfeer genoemd. Wetenschappelijke studies suggereren dat deze laag fysische eigenschappen heeft die verschillen van de rest van de bovenmantel. De gesteenten in dit bovenste gedeelte van de mantel zijn stijver en brozer als gevolg van de koelere temperaturen en de lagere druk. Onder de bovenmantel bevindt zich de onderste mantel, die zich uitstrekt van 670 tot 2900 kilometer onder het aardoppervlak. Deze laag is heet en plastisch. De hogere druk in deze laag veroorzaakt de vorming van mineralen die anders zijn dan die in de bovenmantel.

De lithosfeer is een laag die de korst en het bovenste gedeelte van de mantel omvat (figuur 10h-2). Deze laag is ongeveer 100 kilometer dik en heeft de eigenschap over de rest van de bovenmantel heen te glijden. Door de stijgende temperatuur en druk zijn diepere gedeelten van de lithosfeer in staat om in de loop van de geologische tijd plastisch te vloeien. De lithosfeer is ook de zone van aardbevingen, gebergtevorming, vulkanen en continentale drift.

Het bovenste deel van de lithosfeer bestaat uit korst. Dit materiaal is koel, stijf en bros. Er kunnen twee soorten korst worden onderscheiden: oceanische korst en continentale korst (figuur 10h-2). Beide typen korst zijn minder dicht dan het gesteente in de onderliggende bovenste mantellaag. Oceaankorst is dun en meet tussen 5 en 10 kilometer dik. Zij bestaat ook uit basalt en heeft een dichtheid van ongeveer 3,0 gram per kubieke centimeter.

De continentale korst is 20 tot 70 kilometer dik en bestaat voornamelijk uit lichter graniet (figuur 10h-2). De dichtheid van de continentale korst is ongeveer 2,7 gram per kubieke centimeter. Hij is het dunst in gebieden als de Rift Valleys van Oost-Afrika en in een gebied dat bekend staat als de Basin and Range Province in het westen van de Verenigde Staten (met Nevada als middelpunt is dit gebied ongeveer 1500 kilometer breed en loopt het ongeveer 4000 kilometer noord-zuid). De continentale korst is het dikst onder de bergketens en strekt zich uit tot in de aardmantel. Beide korsttypes zijn samengesteld uit talrijke tektonische platen die boven op de aardmantel drijven. Convectiestromingen in de mantel zorgen ervoor dat deze platen langzaam over de asthenosfeer bewegen.

Figuur 10h-2: Structuur van de aardkorst en de bovenste laag van de bovenmantel. De lithosfeer bestaat uit de oceanische korst, de continentale korst en de bovenste mantel. Onder de lithosfeer bevindt zich de asthenosfeer. Deze laag, die ook deel uitmaakt van de bovenmantel, strekt zich uit tot een diepte van ongeveer 200 kilometer. Sedimentaire afzettingen worden vaak gevonden op de grenzen tussen de continentale en oceanische korst.

Isostatie

Een interessante eigenschap van de continentale en oceanische korst is dat deze tektonische platen het vermogen hebben om te stijgen en te zinken. Dit verschijnsel, dat isostaat wordt genoemd, treedt op omdat de korst boven op de mantel drijft als ijsblokjes in water. Wanneer de aardkorst aan gewicht wint door bergvorming of ijstijd, vervormt hij en zakt dieper in de mantel (Figuur 10h-3). Als het gewicht wordt weggenomen, wordt de korst drijfvermogenrijker en drijft hoger in de mantel.

Dit proces verklaart de recente veranderingen in de hoogte van het zeeniveau in kustgebieden van oostelijk en noordelijk Canada en Scandinavië. Op sommige plaatsen in deze streken is het zeeniveau in de afgelopen honderd jaar met wel een meter gedaald. Deze daling wordt veroorzaakt door isostatische terugkaatsing. Beide gebieden werden zo’n 10.000 jaar geleden bedekt door enorme ijskappen. Het gewicht van de ijskappen duwde de korst dieper in de mantel. Nu het ijs weg is, nemen deze gebieden langzaam in hoogte toe tot een nieuw evenwichtsniveau.

Figuur 10h-3: De toevoeging van gletsjerijs aan het aardoppervlak zorgt ervoor dat de korst vervormt en zakt (a).Wanneer het ijs smelt, treedt isostatische terugkaatsing op en stijgt de korst naar de vroegere positie van voor de ijstijd (b en c). Een soortgelijk proces doet zich voor bij de opbouw van bergen en erosie van bergen (zie onderwerp 10l).