علم الزلازل الذي أصبح الطريقة الاساسية التي تستعمل في دراسة ما بداخل الأرض، وعلم الزلازل الأرض يتعامل مع دراسة الإهتزازات الذي تنتج عن الزلازل أو بتأثير النيازك أو وسائل إصطناعية مثل الإنفجارات.
وجهاز السيسموجراف seismograph جهاز يستعمل لقياس وتسجيل التحركات والإهتزازات الفعلية التي تحدث ضمن مجال الأرض والقشرة.
الإنقسامات في داخل الأرض
يصنف العلماء الحركات الزلزالية إلى أربعة من أنواع:
الموجات التشخيصية وهي التي تسير بسرعة تتراوح من 3 إلى 15 كيلومتر (1.9 إلى 9.4 ميل) بالثانية، إثنان من تلك الموجات تسير حول سطح الأرض في إنتفاخات تدريجية. والإثنان الاخرين، الاولي (P) موجات الضغط والثانوي (S) أو موجات القص يخترقا داخل الأرض، موجات الضغط تضغط وتمدد المادة التي تمر من خلالها (صخرية أو سائلة) في حركة تشبه الموجات الصوتية، ويكون لدى هذه الموجات القدرة لتتحرك مرتين أسرع من تحرك الموجة الثانوية (S). تتزايد الموجات الثانوية خلال الصخرة لكنها ليست قادرة على المرور خلال السائل، كلتا الموجتين P و S موجات تنكسر أو تنعكس عند نقاط معينة حيث تجتمع الطبقات المختلفة، وتنخفض سرعتهم أيضا عند إنتقالهم خلال مواد ساخنة، هذه التغييرات في الإتجاه والسرعة هي وسائل تحديد مكان التوقف.
تساعد التوقفات الزلزالية في تمييز إنقسامات الأرض إلى اللب الداخلي والخارجي و D والوشاح السفلي، ومنطقة التحول، والوشاح العلوي، والقشرة (القارية والمحيطية).
اللب الداخلي
1.7 % من كتلة الأرض؛ بعمق 5,150 الى 6,370 كيلومتر (3,219 - 3,981 ميل)، وهو صلب ومنفصل عن الوشاح ومعلق باللب الخارجي المائع، ويعتقد بأنه قوى كنتيجة لتجمد الضغط الذي يحدث لأكثر السوائل عندما تنقص درجة الحرارة أو عند زيادة الضغط.
اللب الخارجي
30.8 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 2,890 الى 5,150 كيلومتر (1,806 - 3,219 ميل)، وهو حار جدا، ويتصرف السائل بشكل كهربائي ضمن حدود حركة انتقال الطاقة داخل كوكب الارض، هذه الطبقة الموصلة تندمج مع دوران الأرض لخلق تأثير مولد كهربائي التي تبقي نظام التيارات الكهربائية والمعروفة بحقل الأرض المغناطيسي، وهو أيضا مسؤول عن الارتجاج الغير ملحوظ لدوران الأرض، هذه الطبقة ليست كثيفة مثل كثافة الحديد المائع الصافي، الذي يشير إلى وجود عناصر أخف، يشك العلماء بأن حول 10 % من الطبقة متكونة من الكبريت والاكسجين أو كلاهما لأن هذه العناصر متوفرة في الكون وتذوب بسهولة في الحديد المائع.
الطبقة دي
تشكل 3% من كتلة الأرض؛ وبعمق 2,700 الى 2,890 كيلومتر (1,688 - 1,806 ميل) ، وهذه الطبقة ذات سمك 200 إلى 300 كيلومتر (125 إلى 188 ميل) وتمثّل حول 4 % من كتلة قشرة الوشاح، بالرغم من أنها تعرف في أغلب الأحيان كجزء من الوشاح السفلي، تقترح التوقفات الزلزالية ان الطبقة D قد تختلف كيميائيا عن الوشاح السفلي التي تقع فوقها، ويفسر العلماء ذلك بأن المادة أما قد ذابت في اللب أو كانت قادرة على الغرق خلال الوشاح لكن ليس إلى اللب بسبب كثافته.
الوشاح السفلي
49.2 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 650 الى 2,890 كيلومتر (406 الى 1,806 ميل)، ويحتوي على 72.9 % من كتلة قشرة الوشاح ومن المحتمل انها تتكون بشكل رئيسي من السيليكون والمغنيسيوم والأكسجين ويحتوي على بعض الحديد ومن المحتمل أيضا الكالسيوم والألمنيوم.
يفترض العلماء هذه التوزيعات بإفتراض أن الأرض لها وفرة ونسبة تماثل للعناصر الكونية كما وجدا في الشمس والنيازك البدائية.
منطقة الإنتقال
تمثل 7.5 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 400 الى 650 كيلومتر (250 الى 406 ميل)، أو mesosphere (للوشاح الاوسط)، وتدعى الطبقة الخصبة أحيانا، وتحتوي على 11.1 % من كتلة قشرة الوشاح وهي مصدر الحمم البركانية البازلتية الذائبة، وتحتوي ايضا على كالسيوم وألمنيوم وجرانيت، الذي هو معدن سيليكات الألمنيوم المعقد، هذه الطبقة كثيفة عندما تبرد بسبب وجود الجرانيت. هي منطقة نشطة وخاصة عندما تكون حارة حيث أن هذه المعادن تذوب بسهولة لتشكيل البازلت الذي يمكن أن يرتفع من خلال الطبقات العليا كحمم بركانية ذائبة.
الوشاح العلوي
10.3 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 10 الى 400 كيلومتر (6 الى 250 ميل)، ويحتوي على 15.3 % من كتلة قشرة الوشاح، الأجزاء التي حفرت تعرضت للبحث والملاحظة عن طريق أحزمة الجبال المتآكلة والإنفجارات البركانية، تمثل معدن سيليكات الاولفين والبيروكسين المعادن الأساسية التي وجدت بهذه الطريقة، تلك المعادن وغيرها من المعادن الاخرى الصلبة والمبلورة عند درجات الحرارة العالية؛ لذا أغلبها مايستقر خارج الحمم البركانية الذائبة، أما بتشكيل مادة قشرية جديدة أو انها لاتترك الوشاح جزء من الوشاح العلوي المسمى اثينوسفير asthenosphere قد يذاب جزئيا.
القشرة المحيطية:
0.099 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 0 الى 10 كيلومترات (0 - 6 ميل)، وتحتوي على 0.147% من كتلة قشرة الوشاح. أغلبية قشرة الأرض كونت خلال النشاط البركاني، نظام الحواف المحيطية البالغ 40,000 كيلومتر (25,000 ميل) تمثل شبكة البراكين، تولد قشرة محيطية جديدة في نسبة 17 كيلومترمكعب في السنة، تغطي قاع المحيط بالبازلت، مناطق مثل هاواي وآيسلندا من أمثلة تراكم أكوام البازلت.
القشرة القارية
0.374 % من كتلة الأرض؛ وبعمق 0 الى 50 كيلومتر (0 - 31 ميل)، وتحتوي على 0.554 % من كتلة قشرة الوشاح، هذا الجزء الخارجي للأرض تكون اساسا من الصخور البلورية، هذه المعادن المتوفرة ذات الكثافة المنخفضة تكونت في الغالب من الكوارتز (SiO 2) وفلسبارات (سيليكات قليلة المعدن)، إن القشرة (كلاهما محيطية وقارية) هي سطح الأرض وهو في حد ذاته الجزء الأبرد من كوكبنا، لأن الصخور الباردة تتكون ببطئ، ونشير إلى هذه الصدفة الخارجية الصلبة باليزوسفير lithosphere (الطبقة الصخرية أو القوية).
الطبقة الخارجية من القشرة الارضية ( ليزوسفير)Lithosphere وصفيحة القشرة الارضية
الليزوسفير المحيطي
إن هذه الطبقة الأبعد المتصلبة للأرض والتي تشمل القشرة والوشاح العلوي يسميان ليزوسفير lithosphere، تشكلت طبقة الليزوسفير المحيطي الجديد خلال عمل البراكين في شكل شقوق على حافات منتصف المحيط التي تسبب الشقوق التي تطوق الكرة الأرضية. تهرب الحرارة من الداخل بينما الليزوسفير الجديد يظهر منه تحت ثم يبرد بشكل تدريجي ويتقلّص ويبتعد عن الحافة وينتقل عبر قاع البحر إلى مناطق السحب في عملية تسمى انتشار قاع البحر، وبمرور الوقت اليزوسفير الاقدم سيصبح اسمك وأكثر كثافة من الوشاح اسفله، ليجعله يسحب ثانية إلى باطن الأرض في زاوية شديدة الانحدار ليبرد الطبقة الداخلية. طريقة السحب هي الطريقة الرئيسية لتبريد الوشاح الواقع تحت 100 كيلومتر (62.5 ميل). إذا كان الليزوسفير في بدايته (مرحلة الشباب) وكان أحر في منطقة السحب سيجبر على التراجع إلى الداخل في زاوية أقل.
الليزوسفير القاري
حوالي 150 كيلومتر (93 ميل) مثقل بقشرة ذات كثافة منخفضة ووشاح علوي النشطة بشكل دائم، تنجرف القارات بشكل جانبي على طول نظام نقل الوشاح بعيدا عن مناطق الوشاح الحارة نحو الجزء الأبرد , تعرف هذه الظاهرة بالإنجراف القاري.
أغلب القارات التي نحن عليها الآن توجد فوق او تتحرك نحو الجزء الأبرد من الوشاح، بإستثناء أفريقيا التي كانت مركز قارة بانجيا الجيولوجية العملاقةPangaea supercontinent التي إنقسمت في النهاية الى قارات اليوم، قبل عدة مئات الملايين من السنين قبل تشكل قارة بانجيا Pangaea القارات الجنوبية - أفريقيا وأمريكا الجنوبية وأستراليا والقارة القطبية الجنوبية، والهند - كانت سويا في قارة التي تدعى جوندوانا Gondwana.
صفيحة القشرة الارضية
تتطلب صفيحة القشرة التشكيل، الحركة الجانبية، التفاعل، وتحطم صفيحة الليزوسفير lithospheric Plates، معظم حرارة الأرض الداخلية تخف خلال هذه العملية وبالتالي عدد من الصفات الهيكلية والطيبوغرافية للارض تتغير. وديان الصدوع القارية والهضاب الواسعة من البازلت التي في الصفيحة تتحطم عندما تصعد الحمم البركانية الذائبة من الوشاح إلى قاع المحيط، ليشكل قشرة جديدة ويفصل حافات منتصف المحيط، وتصطدم الصفائح وتتحطم كلما هبطت في مناطق السحب لإنتاج خنادق عميقة في المحيط، ويحدث تحول شامل لسلاسل البراكين، والأحزمة الجبلية المغلقة. صفيحة الليزوسفير الارضية في الوقت الحاضر منقسمة إلى ثمانية صفائح كبيرة مع حوالي أربع وعشرون واحدة أصغر والتي تتراكم فوق الوشاح بمعدل 5 إلى 10 سنتيمترات (2 إلى 4 بوصات) سنويا، إن الصفائح الكبيرة الثمانية هي الأفريقية، الإسترالي-هندي، أوراسيوي القطبي، الNazca، أمريكا الشمالية، المحيط الهادي، وأمريكيا الجنوبية. وبعض الصفائح الأصغر هي الأناضولية، العربية، الكاريبية، القوقازية، الفلبينية والصومالية.
