De aarde lijkt van buitenaf een solide bol, maar van binnen bestaat ze uit drie duidelijk afzonderlijke lagen: de aardkorst, de aardmantel en de aardkern. Deze aardlagen verschillen sterk van elkaar in dikte, samenstelling en temperatuur. Samen bepalen ze alle grote geologische processen op aarde:
van platentektoniek en vulkanisme tot de opbouw van continenten en de werking van het magnetisch veld.
Hoe zijn de aardlagen ontdekt?
We kunnen niet letterlijk door de aarde heen graven om de lagen te bestuderen. De diepste boorput ter wereld (de Kolasuperdiepboring in Rusland) reikt slechts tot ruim 12 kilometer diepte, terwijl de aardmantel al begint op 5 tot 70 kilometer onder het oppervlak. Onze kennis van de aardlagen is dan ook vrijwel volledig gebaseerd op seismische golven: trillingen die door aardbevingen worden veroorzaakt en zich door de aarde verspreiden.
Wanneer deze golven op een grens tussen twee lagen stuiten, weerkaatsen of breken ze. Door de snelheid en richting van die golven te meten op meetstations wereldwijd, konden wetenschappers in de twintigste eeuw de interne opbouw van de aarde reconstrueren. De drie grenzen tussen de lagen
hebben elk een eigen naam. De grens tussen de aardkorst en de aardmantel heet de Mohorovičić-discontinuïteit, kortweg de Moho, ontdekt in 1909 door de Kroatische geofysicus Andrija Mohorovičić. De grens tussen de aardmantel en de buitenkern heet de Gutenberg-discontinuïteit, en de grens tussen de buitenkern en de binnenkern wordt de Lehmann-discontinuïteit genoemd.
Overzicht van de drie aardlagen
| Laag | Diepte (in km) | Dikte (in km) | Toestand | Temperatuur |
|---|---|---|---|---|
| Korst | 0-5 tot 70 | 5-70 | Vast | Tot 1.600 °C |
| Mantel | 5-70 tot 2.900 | 2.890 | Overwegend vast, plastisch | 230 °C – 3.900 °C |
| Kern | 2.900 tot 6.370 | 3.470 | Vloeibaar (buiten) / Vast (binnen) | 4.000 °C – 5.600 °C |
De aardkern wordt verder onderverdeeld in een vloeibare buitenkern en een vaste binnenkern. Hoewel de temperatuur in de binnenkern met ~5.600°C enorm hoog is, blijft het materiaal toch vast door de extreme druk op die diepte.
De aardkorst
De aardkorst is de dunste en buitenste laag van de aarde. Met een dikte van slechts 5 tot 70 kilometer beslaat ze minder dan 1% van het totale volume van de aarde. Maar ze vormt het fundament van alle continenten en oceaanbodems. Er zijn twee typen aardkorst: de dunnere en dichtere oceanische korst (5–10 km), opgebouwd uit basalt, en de dikkere continentale korst (30–50 km), bestaande uit lichtere gesteenten zoals graniet. Beide types rusten op de aardmantel.
Lees meer over de samenstelling, temperatuur en eigenschappen van de buitenste aardlaag: aardkorst.
De aardmantel
De aardmantel strekt zich uit van de onderkant van de aardkorst tot op ongeveer 2.900 kilometer diepte en omvat maar liefst 84% van het totale volume van de aarde. Hoewel de mantel overwegend vast is, gedraagt het materiaal zich op geologische tijdschalen als een zeer trage, stroperige vloeistof. Dit maakt convectiestromen mogelijk: heet materiaal stijgt op vanuit de diepere mantel, koelt af aan de bovenkant en zakt weer terug. Deze stroming is de drijvende kracht achter platentektoniek en daarmee indirect achter vrijwel alle vulkanen en aardbevingen op aarde.
Lees meer over de samenstelling, druk en bewegingen in de aardmantel: aardmantel.
De aardkern
De aardkern vormt het binnenste deel van de aarde en bevindt zich op een diepte van 2.900 tot 6.370 kilometer. De kern bestaat voor het grootste deel uit ijzer en nikkel en is onderverdeeld in twee lagen. De buitenkern is vloeibaar en heeft een dikte van ruim 2.000 kilometer. Convectiestromen in
deze vloeibare metaallaag wekken het magnetisch veld van de aarde op. Dit magnetische veld dient als een onzichtbaar schild dat kosmische straling en zonnewind afweert en daarmee leven op aarde mogelijk maakt. De binnenkern is ondanks een temperatuur van circa 5.600°C vast, omdat de enorme druk op deze diepte smelt tegenhoudt.
Lees meer over de buitenkern, binnenkern en het magnetisch veld: aardkern.
De aardlagen en vulkanisme
De gelaagde opbouw van de aarde is rechtstreeks verbonden met vulkanisme. Magma (het gesmolten gesteente dat vulkanen voedt) ontstaat in de bovenste aardmantel. Wanneer druk of temperatuur in de mantel veranderen, bijvoorbeeld door convectie of plaatbewegingen, kan vast mantelgesteente gedeeltelijk smelten. Dit magma stijgt vervolgens door de aardkorst omhoog en bereikt uiteindelijk het aardoppervlak als lavastroom of vulkaanuitbarsting.
De convectiestromen in de aardmantel zijn dus niet alleen de motor achter platentektoniek, maar vormen ook de uiteindelijke oorzaak van vulkaanactiviteit wereldwijd. Zonder de warmte en beweging in de aardmantel zouden er geen vulkanen bestaan.
Aardlagen
Wat je hier leert
De aarde bestaat uit drie lagen: de aardkorst, de aardmantel en de aardkern. Elk met een eigen rol in geologische processen zoals vulkanisme en platentektoniek.
