Grundlæggende set har Jorden fire lag: den faste skorpe på ydersiden, kappen og kernen – opdelt mellem den ydre kerne og den indre kerne.
Korpen
Korpen er alt det, vi kan se og studere direkte. Jordens tyndeste lag, men skorpen måler stadig ca. 40 km i gennemsnit og varierer fra 5-70 km (~3-44 miles) i dybden. Men i planetens skala er det mindre end skindet på et æble. Der findes to typer skorpe: kontinentalskorpen og oceanisk skorpe. Den oceaniske skorpe findes på bunden af havene eller under den kontinentale skorpe; den er generelt hårdere og dybere og består af tættere bjergarter som basalt, mens den kontinentale skorpe indeholder granitlignende bjergarter og sedimenter. Den kontinentale skorpe er tykkere på land.
Korpen er ikke én stiv ting, men den er opdelt i flere tektoniske plader. Disse tektoniske plader er ikke stationære, men er i relativ bevægelse i forhold til hinanden. Afhængigt af forholdet og de geologiske omgivelser er der tre typer af tektoniske pladegrænser: konvergerende (bevæger sig den ene mod den anden), divergerende (bevæger sig væk fra den anden) og transformant (bevæger sig sidelæns).
Disse plader “flyder” på den bløde, plastiske øvre kappe.
Mantlen
Mantlen strækker sig 2.890 km ned, hvilket gør den til det tykkeste lag på Jorden. Det udgør ca. 84% af Jordens volumen. Alt, hvad vi ved om kappen, ved vi indirekte, da ingen menneskelige undersøgelser har formået at gå ud over jordskorpen. Det meste af det, vi ved om kappen, ved vi fra seismologiske undersøgelser (mere om det senere). M kappen er også opdelt i flere lag, baseret på seismologiske egenskaber. Den øvre kappe strækker sig fra der, hvor skorpen slutter, til ca. 670 km. Selv om dette område betragtes som tyktflydende, kan man også betragte det som dannet af sten – en sten kaldet peridotit for at være mere præcis. Herunder strækker den nedre kappe sig fra 670 til næsten 2900 kilometer under overfladen.
Det er stort set accepteret efterhånden, at kappen ikke befinder sig i en stabil tilstand, men snarere i en tilstand af konstant bevægelse. Der er en generel konvektiv cirkulation, hvor varmt materiale stiger op mod overfladen, og køligere materiale trænger dybere ned. Man mener generelt, at denne konvektion faktisk styrer pladetektonikkens cirkulation i jordskorpen.
De fleste jordskælv dannes på overfladen, i jordskorpen; når pladerne ebber og flyder opstår der spændinger, og når disse spændinger slipper op, eller når noget går i stykker, får man et jordskælv. Men jordskælv kan også ske i kappen, og ved de tryk kan man umuligt tale om brud og brud. I subduktionsområder, hvor et plan går ind under et andet, er der observeret jordskælv i dybder på op til 670 km. Mekanismen omkring disse jordskælv er stadig ikke godt forstået, men en af teorierne er, at nogle mineraler skifter fra en tilstand til en anden og ændrer deres volumen i processen. Denne ændring i volumen kan føre til jordskælv. Hvorom alting er, kommer vi tættere og tættere på at forstå kappen – også uden at nå dertil. I den seneste tid er forskerne kommet tæt på at efterligne den høje temperatur/det høje tryk i kappen, og computermodeller på højt niveau er også ved at afsløre nogle af dens hemmeligheder.
Kernen
Vi omtaler nogle gange kernen som én ting, selv om den indre kerne og den ydre kerne er fundamentalt forskellige – ikke lag af den samme ting. Den “faste” indre kerne har en radius på ~1.220 km, mens den “flydende” ydre kerne strækker sig op til en radius på ~3.400 km.
Wait, hvis vi ikke kunne gå til kappen, hvordan kunne vi så vide, at den ene er fast og den anden ikke er det? Tja, som før er svaret det samme: seismiske bølger (vi er der næsten).
Den indre kerne
Temperaturerne og trykket i den indre kerne er helt ekstreme, ca. 5.400 °C (9.800 °F) og 330 til 360 gigapascal (3.300.000 til 3.600.000 atm).
Det antages generelt, at den indre kerne vokser meget langsomt – efterhånden som kernen køler ned, størkner mere af den ydre kerne og bliver en del af den indre kerne. Afkølingshastigheden er meget lav tænkt, på omkring 100 grader celsius pr. milliard år. Men selv denne langsomme vækst menes at have en betydelig betydning for dannelsen af Jordens magnetfelt ved dynamovirkning i den flydende ydre kerne.
Det er ret interessant, at den indre kerne ser ud til at være asymmetrisk på øst-vest-linjen. Der findes en model, der forklarer denne asymmetri med smeltning på den ene side og krystallisering på den anden side. Denne anomali påvirker sandsynligvis også Jordens magnetfelt og skaber en asymmetri på den side, der krystalliserer.
Den ydre kerne Den ydre kerne er en væske med lav viskositet (omkring ti gange viskositeten af flydende metaller ved overfladen) – “flydende” er en ret uhensigtsmæssig betegnelse. Fordi den har en meget lav viskositet, er den let deformerbar og formbar. Det er stedet for voldsom konvektion. Det menes også at være udsat for meget voldsomme konvektionsstrømme – hey, og gæt hvad? Den ydre kernes omrøring og dens relative bevægelse er ansvarlig for Jordens magnetfelt.
Den varmeste del af den ydre kerne er faktisk varmere end den indre kerne; temperaturen kan nå op på 6.000° Celsius (10.800° Fahrenheit) – lige så varm som solens overflade.
Hvordan vi ved noget om Jordens lag
Vi kan kun se meget små brøkdele af Jordens skorpe, som i sig selv er en lille brøkdel af vores planet – så hvordan kan vi vide alle disse ting?
Jamen, den bedste kilde til information, vi har, er seismiske bølger. Når et jordskælv finder sted, udløser det trykbølger, som derefter forplanter sig over hele planeten. Disse bølger bærer information med sig fra de lag, de passerer igennem – herunder kappen og kernen. Ved at studere bølgernes udbredelse gennem Jorden kan vi lære noget om de fysiske egenskaber i Jordens indre. Nogle bølger udbreder sig f.eks. kun gennem faste medier, mens andre udbreder sig gennem både faste og flydende medier – så de kan vise, om et bestemt lag er fast eller ej. Seismiske bølger udtager prøver af smalle strækninger af Jordens indre, så vi også kan isolere de oplysninger, de bærer; ved at analysere flere jordskælv, der er optaget på flere seismiske stationer, kan vi lave en CAT scan-lignende analyse af et område.
Stråler bøjes og reflekteres på baggrund af egenskaberne i det miljø, de passerer igennem, og bølgens hastighed påvirkes også af miljøet.
Dertil kommer, at moderne simuleringer i laboratoriet viste, hvordan mineraler sandsynligvis opfører sig ved disse temperaturer og tryk, og vi har også indirekte gravitationelle og magnetiske oplysninger samt undersøgelser af magma og krystaller, der findes på overfladen – men hovedparten af oplysningerne kommer fra den globale seismologi. Det er ganske enkelt utroligt, at vi uden at komme i nærheden af den kan vide så meget om Jordens lag.