Ziemia jest sferoidą obłą. Składa się z wielu różnych warstw, co zostało stwierdzone na podstawie głębokich wierceń i dowodów sejsmicznych (Rysunek 10h-1). Warstwy te to:

• Jądro, które ma około 7000 kilometrów średnicy (3500 kilometrów promienia) i znajduje się w centrum Ziemi.
• Płaszcz, który otacza rdzeń i ma grubość 2900 kilometrów.
• Skorupa ziemska pływa na szczycie płaszcza. Składa się ona z bogatej w bazalty skorupy oceanicznej i bogatej w granity skorupy kontynentalnej.

Rysunek 10h-1: Warstwy pod powierzchnią Ziemi.

Rdzeń jest warstwą bogatą w żelazo i nikiel, która składa się z dwóch warstw: wewnętrznej i zewnętrznej. Uważa się, że rdzeń wewnętrzny jest ciałem stałym o gęstości około 13 gramów na centymetr sześcienny i promieniu około 1220 kilometrów. Zewnętrzne jądro jest płynne i ma gęstość około 11 gramów na centymetr sześcienny. Otacza ono jądro wewnętrzne i ma średnią grubość około 2250 kilometrów.

Płaszcz ma grubość prawie 2900 kilometrów i obejmuje około 83% objętości Ziemi. Składa się on z kilku różnych warstw. Górna warstwa płaszcza występuje od podstawy skorupy ziemskiej w dół do głębokości około 670 kilometrów. Uważa się, że ten region wnętrza Ziemi składa się z perydotytu, skały ultramafickiej zbudowanej z minerałów oliwinu i piroksenu. Górna warstwa górnego płaszcza, 100 do 200 kilometrów pod powierzchnią, nazywana jest astenosferą. Badania naukowe sugerują, że ta warstwa ma właściwości fizyczne, które różnią się od reszty górnego płaszcza. Skały w tej górnej części płaszcza są bardziej sztywne i kruche z powodu niższych temperatur i ciśnienia. Poniżej górnego płaszcza znajduje się dolny płaszcz, który rozciąga się od 670 do 2900 kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Ta warstwa jest gorąca i plastyczna. Wyższe ciśnienie w tej warstwie powoduje powstawanie minerałów, które różnią się od tych z górnego płaszcza.

Litosfera to warstwa obejmująca skorupę ziemską i najbardziej górną część płaszcza (Rysunek 10h-2). Warstwa ta ma grubość około 100 km i ma zdolność do ślizgania się nad resztą górnego płaszcza. Ze względu na rosnącą temperaturę i ciśnienie głębsze części litosfery są zdolne do plastycznego płynięcia w czasie geologicznym. Litosfera jest także strefą trzęsień ziemi, budowy gór, wulkanów i dryfu kontynentów.

Najwyżej położona część litosfery składa się ze skorupy ziemskiej. Materiał ten jest chłodny, sztywny i kruchy. Można wyróżnić dwa rodzaje skorupy: skorupę oceaniczną i skorupę kontynentalną (Rysunek 10h-2). Oba te rodzaje skorupy mają mniejszą gęstość niż skały znajdujące się w leżącej pod nimi górnej warstwie płaszcza. Skorupa oceaniczna jest cienka i ma grubość od 5 do 10 kilometrów. Składa się ona również z bazaltu i ma gęstość około 3,0 gramów na centymetr sześcienny.

Skorupa kontynentalna ma grubość od 20 do 70 kilometrów i składa się głównie z lżejszego granitu (Rysunek 10h-2). Gęstość skorupy kontynentalnej wynosi około 2,7 grama na centymetr sześcienny. Jest ona najcieńsza w obszarach takich jak doliny ryftowe we wschodniej Afryce oraz w obszarze znanym jako prowincja Basin and Range w zachodniej części Stanów Zjednoczonych (obszar ten, położony w Nevadzie, ma około 1500 km szerokości i biegnie około 4000 km na północ/południe). Skorupa kontynentalna jest najgrubsza pod łańcuchami górskimi i rozciąga się w głąb płaszcza. Oba te rodzaje skorupy składają się z licznych płyt tektonicznych, które unoszą się na szczycie płaszcza. Prądy konwekcyjne w płaszczu powodują powolne przemieszczanie się tych płyt w astenosferze.

Rysunek 10h-2: Struktura skorupy ziemskiej i najwyższa warstwa górnego płaszcza. Litosfera składa się ze skorupy oceanicznej, skorupy kontynentalnej i górnej warstwy płaszcza. Pod litosferą znajduje się astenosfera. Ta warstwa, która również jest częścią górnego płaszcza, rozciąga się do głębokości około 200 kilometrów. Osady są powszechnie spotykane na granicach między skorupą kontynentalną i oceaniczną.

Izostacja

Jedną z interesujących właściwości skorupy kontynentalnej i oceanicznej jest to, że te płyty tektoniczne mają zdolność do podnoszenia się i opadania. Zjawisko to, znane jako izostacja, występuje, ponieważ skorupa unosi się na szczycie płaszcza, jak kostki lodu w wodzie. Kiedy skorupa ziemska przybiera na wadze w wyniku budowy gór lub zlodowacenia, deformuje się i zapada głębiej w płaszcz (Rysunek 10h-3). Jeśli ciężar ten zostanie usunięty, skorupa staje się bardziej wyporna i unosi się wyżej w płaszczu.

Ten proces wyjaśnia ostatnie zmiany wysokości poziomu morza w przybrzeżnych obszarach wschodniej i północnej Kanady oraz Skandynawii. W niektórych miejscach w tych regionach świata poziom morza obniżył się w ciągu ostatnich stu lat aż o metr. Spadek ten spowodowany jest odbiciem izostatycznym. Oba te obszary były pokryte masywnymi lodowcami około 10 000 lat temu. Ciężar lodowców wepchnął skorupę ziemską głębiej w płaszcz. Teraz, gdy lodu już nie ma, wysokość tych obszarów powoli wzrasta do nowego poziomu równowagi.

Rysunek 10h-3: Dodanie lodu lodowcowego na powierzchni Ziemi powoduje deformację skorupy i jej zapadanie się (a).Gdy lód się topi, następuje odbicie izostatyczne i skorupa wznosi się do pozycji sprzed zlodowacenia (b i c). Podobny proces zachodzi przy budowie gór i ich erozji (zob. temat 10l).