Maan rakenne

Maan sisäosista on saatu näytteitä vain muutaman kilometrin syvyydeltä. Sisempiä osia voidaan tutkia mm. maanjäristysten aiheuttamien paineaaltojen ja jonkin verran myös painovoiman paikallisten vaihteluiden avulla.

Maanjäristykset aiheuttavat poikittaisia S-aaltoja ja pitkittäisiä P-aaltoja, jotka kulkevat jopa koko maapallon lävitse. Tutkimalla aaltojen jakaumaa ja matkaan kulunutta aikaa saadaan tietoa Maan sisäosien olosuhteista. Pitkittäiset aallot etenevät kaikissa väliaineissa, mutta poikittaiset vain kiinteässä aineessa.


Maan sisuksen rakenne, lämpötila, paine ja tiheys sekä maanjäristysaaltojen nopeus. Kuori, litosfääri, alavaippa ja sisäydin ovat kiinteää ainetta, ulkoydin on sula, ja astenosfääri on osittain sula.

Maapallon keskellä on rauta-nikkeli-ydin, jonka lämpötila on noin 5000 K, paine runsaat 3×1011 N/m2 ja tiheys 12000 kg/m3. Poikittaiset S-aallot eivät kulje ytimen läpi, joten ulompi ydin on sulassa tilassa. Kaikkein sisin, noin 2000 kilometrin läpimittainen osa lienee kuitenkin kiinteä; tämä voidaan päätellä pitkittäisen P-aallon nopeuden äkillisestä muutoksesta runsaan 5000 kilometrin syvyydellä. Maan magneettikenttä syntyy ytimen sulan, sähköä johtavan aineen virtauksissa.

Noin 3000 kilometrin syvyydeltä alkaa paksu vaippa, joka ulottuu lähes pintaan saakka. Vaipan pääasiallisina aineina ovat erilaiset silikaatit. Paineen alaisena vaipan kuuma kiviaines käyttäytyy kuten neste tai amorfinen aine: vaipassa tapahtuu hidasta pystysuoraa virtausta, koska lämpö siirtyy sisältä ulospäin konvektion avulla.

Vaipan päällä oleva kuori on suhteellisesti erittäin ohut: vain noin 10-65 kilometriä. Paksuimmillaan kuori on suurten vuoristojen, kuten Himalajan alapuolella, ohuimmillaan taas merten keskiselänteissä. Keskimääräinen tiheys on alle 3000 kg/m3; mantereilla hieman vähemmän kuin meren kohdalla.

Vaipan yläosa ja kuori voidaan jakaa astenosfääriin ja litosfääriin sen mukaan, kuinka maanjäristysaallot etenevät. Litosfääri käsittää kuoren ja vaipan ylimmän jäykän osan noin 75 km:n syvyyteen. Astenosfääri ulottuu tästä 600-700 km:n syvyydelle; siinä seismisten aaltojen vaimennus on voimakkaampaa kuin litosfäärissä, joten se on jo osittain sulassa tilassa.