Ydin, vaippa ja kuori

Ari Brozinski

Maa koostuu ytimestä, vaipasta ja kuoresta

Kolme kerrosta

Kuoren kehittyessä saavutti planeettamme nykyisenkaltaisen alkuainekoostumuksen. Käyttämällä alkuaineisiin perustuvaa kemiallista jakoa, ovat geologit lohkoneet maapallon neljään osaan: ytimeen (ulompi ja sisempi), vaippaan sekä kuoreen. Jokaista osaa luonnehtii omanlaisensa koostumus ja olosuhteet.

Mitä löytyy Maan ytimestä?

Maan ydin koostuu pääosin raudasta sekä nikkelistä ja se on jaettu kahteen osaan, sisempään ja ulompaan ytimeen. Ulompi ydin on sulassa tilassa ja se alkaa n. 2900 km syvyydessä. Kiinteä sisempi ydin alkaa 5200 km kohdalla ja jatkuu aina Maan keskipisteeseen asti (6400 km). Maan sisempi ydin on kiinteässä tilassa sillä siellä vallitseva äärimmäisen korkea paine (jopa 360 GPa tai 3,6 miljoonaa kertaa ilmakehän paine) estää raudan sulamisen. Kiinteä tila on todettu mm. seismisillä mittauksilla. Rauta- ja nikkelipitoinen koostumus taas selittyy esimerkiksi sillä yksinkertaisella seikalla, että Maassa on magneettikenttä. Lopuksi, ydin muodostaa 32 %  Maan massasta ja 15 % tilavuudesta.

Mistä vaippa muodostuu?

Vaippa alkaa siitä, mihin ydin päättyy, eli n. 2900 kilometrin syvyydestä jatkuen aina 40 kilometrin asti ja se käsittää pääasiassa kiinteässä olomuodossa olevaa materiaalia, joka differentaation yhteydessä oli liian raskasta jäädäkseen pinnalle, mutta liian kevyttä vajotakseen Maan ytimeen. Vaipan kemiallisessa koostumuksessa on runsas määrä erilaisia alkuaineita, joista suurin osa on erilaisia hapen, magnesiumin, raudan ja piin yhdisteitä. Maan tilavuudesta vaippa käsittää 84 % ja massasta 67 %.

Kuori muodostaa häviävän pienen osuuden Maan massasta. Alle yhden prosentin osuudellaan se näkyy juuri ja juuri diagrammissa.

Kuoren anatomia

Maan kuori muodostaa alle prosentin maan kokonaistilavuudesta ja sen massa on 0,4% maapallon kokonaismassasta. Kuoren paksuus on keskimäärin 40 km ja se edustaa maapallon ylintä kerrosta. Maan kuori sisältää kohtalaisen kevyitä materiaaleja, joilla on alhainen sulamispiste.

Tällaisia ovat esimerkiksi yhdisteet, jotka ovat muodostuneet piistä, alumiinista, kalsiumista, hapesta ja raudasta. Vaikka Maan massasta onkin rautaa yli kolmannes (35 %) on siitä suurin osa keskittynyt maan sisempiin osiin differentaation yhteydessä. Mantereellista kuorta peittää yleensä löyhä sedimenttikerros, jonka keskipaksuus on 0.45 km.

Maan alkuainejakauma. Neljä suurinta alkuainetta muodostavat kolme neljäsosaa kaikista alkuaineista.

Maan kokonaiskoostumus

Alkuaineet ovat siis jakaantuneet epätasaisesti planeettamme eri kerroksiin. Jos jätämme huomiotta miten paljon missäkin Maan osassa alkuaineita on ja laskemme kaikkien koostumukset yhteen, saamme oheisen kaltaisen piirakkakaavion. Neljä alkuainetta muodostaa ylivoimaisesti suurimman osan. Seuraavat neljä alkuainetta on edustettuna yhden—kahden prosentin osuudella ja loput (kulta, hopea, platina, tina…) muodostavat yhteensä alle yhden prosentin.

Lähteet:

Lehtinen, M., Nurmi, P. ja Rämö, T. 1998: Suomen kallioperä: 3000 vuosimiljoonaa. Suomen geologinen seura. Helsinki.

Marshak, S. 2004: Earth: portrait of a planet, 2nd ed. W.W Norton and Company. USA.

McDonough, W. F. 2000: The Composition of The Earth. Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University.

Middlemost, E. 1997: Magmas Rocks and Planetary Development: A survey of magma/igneous rock systems. Addison Wesley Longman Limited. Singapore.

Press, F., Siever, R., Grotzinger, J. ja Jordan, T.H. 2003: Understanding Earth, 4th ed. W.H. Freeman and Company. USA.

Back To Top