A Föld legkülső, merev, sziklás rétegét kéregnek nevezzük. Kis sűrűségű, könnyen olvadó kőzetekből áll; a kontinentális kéreg túlnyomórészt gránitos kőzet (lásd gránit), míg az óceáni kéreg összetétele főként a bazalt és a gabbro összetételének felel meg. A Föld belsejében bekövetkező földrengések által keltett szeizmikus hullámok elemzései azt mutatják, hogy a földkéreg körülbelül 50 km (30 mérföld) mélyen húzódik a kontinensek alatt, de csak 5-10 km (3-6 mérföld) mélyen az óceánok feneke alatt.
Encyclopædia Britannica, Inc.
A kéreg alján a szeizmikus hullámok megfigyelhető viselkedésében éles változás jelzi a köpennyel való határfelületet. A köpeny sűrűbb kőzetekből áll, amelyeken a kéreg kőzetei lebegnek. Geológiai időskálákon a köpeny nagyon viszkózus folyadékként viselkedik, és a feszültségre áramlással reagál. A legfelső köpeny és a kéreg együtt mechanikailag egyetlen merev rétegként viselkedik, amelyet litoszférának nevezünk.
A Föld litoszférikus külső burka nem egy összefüggő darab, hanem – mint egy kissé megrepedt tojáshéj – körülbelül egy tucat nagyobb, különálló merev tömbre, vagy lemezre tört. Kétféle lemez létezik, óceáni és kontinentális. Óceáni lemezre példa a Csendes-óceáni lemez, amely a Csendes-óceán keleti kiemelkedésétől a Csendes-óceáni medence nyugati részét határoló mélytengeri árkokig húzódik. A kontinentális lemez példája az Észak-amerikai lemez, amely magában foglalja Észak-Amerikát, valamint a közte lévő óceáni kérget és a Közép-atlanti gerinc egy részét. Ez utóbbi egy hatalmas tenger alatti hegylánc, amely az Atlanti-óceáni medence tengelye mentén húzódik, félúton halad Afrika, valamint Észak- és Dél-Amerika között.
Encyclopædia Britannica, Inc.
A litoszféra lemezek az óceánok alatt mintegy 60 km (35 mérföld), a kontinensek alatt pedig 100-200 km (60-120 mérföld) vastagságúak. (Meg kell jegyezni, hogy ezeket a vastagságokat a litoszféra anyagának mechanikai merevsége határozza meg. Nem felelnek meg a kéreg vastagságának, amelyet a kéreg alján a szeizmikus hullámok viselkedésének fentebb idézett diszkontinuitása határoz meg). A felső köpeny gyenge, talán részben olvadt rétegén, az asztenoszférán lovagolnak. A köpeny mélyén lévő lassú konvekciós áramlatok, amelyeket a belsejének radioaktív felmelegedése hoz létre, évente néhány centiméteres sebességgel mozgatják a lemezeket (és a rajtuk lévő kontinenseket). A lemezek peremeik mentén kölcsönhatásba lépnek egymással, és ezeket a határokat a szomszédos lemezek egymáshoz viszonyított mozgása alapján három általános típusba sorolják: divergens, konvergens és transzformációs (vagy sztrájkcsúszásos).
Encyclopædia Britannica, Inc.
A divergencia területein két lemez távolodik egymástól. A felhajtó mozgások a köpenyben szétfeszítik a lemezeket a hasadékzónáknál (például az Atlanti-óceán fenekének közepe mentén), ahol az alatta lévő köpenyből magmák emelkednek fel, és új óceáni kéreg kőzeteket alkotnak.
A konvergens határok mentén a litoszférikus lemezek egymás felé mozognak. Amikor egy kontinentális és egy óceáni lemez találkozik, az óceáni lemez elülső éle a kontinentális lemez alá és az asztenoszférába kényszerül – ezt a folyamatot nevezzük szubdukciónak. Az óceáni kéregnek azonban csak a vékonyabb, sűrűbb lemezei süllyednek. Amikor két vastagabb, felhajtóerősebb kontinens találkozik a konvergens zónákban, ellenállnak a szubdukciónak, és hajlamosak meghajolni, hatalmas hegyláncokat hozva létre. A Himalája a szomszédos Tibeti-fennsíkkal együtt egy ilyen kontinens-kontinens ütközés során alakult ki, amikor Indiát az indiai-ausztrál lemez relatív mozgása az eurázsiai lemezbe vitte.
A harmadik típusú lemezhatárnál, a transzformációs változatnál két lemez párhuzamosan csúszik egymással ellentétes irányban. Ezek a területek gyakran járnak magas szeizmicitással, mivel a csúszó kéreglemezekben felhalmozódó feszültségek időközönként felszabadulnak, és földrengéseket generálnak. A kaliforniai San Andreas-törés egy példa az ilyen típusú határra, amelyet törés- vagy törészónának is neveznek (lásd tenger alatti törészóna).
A Föld legtöbb aktív tektonikai folyamata, beleértve szinte az összes földrengést, a lemezhatárok közelében történik. A szubdukciós zónák mentén vulkánok alakulnak ki, mivel az óceáni kéreg hajlamos újraolvadni, miközben leereszkedik a forró köpenybe, majd lávaként a felszínre emelkedik. Aktív, gyakran robbanásveszélyes vulkánok láncolata jön így létre például a Csendes-óceán nyugati részén és az amerikai kontinens nyugati partvidékén. Az időjárás és a lefolyás által erodált régebbi hegyvonulatok jelzik a korábbi lemezes peremvidéki aktivitás zónáit. A Föld legrégebbi, geológiailag legstabilabb részei egyes kontinensek (például Ausztrália, Afrika egyes részei és Észak-Amerika északi része) központi magjai. Ezeket a területeket kontinentális pajzsoknak nevezik, ahol a hegységképződés, a törések és más tektonikus folyamatok kisebbek a lemezek közötti határoknál zajló aktivitáshoz képest. Stabilitásuk miatt az eróziónak volt ideje kiegyenlíteni a kontinentális pajzsok domborzatát. A pajzsokon az aszteroidák és üstökösök ősi becsapódásaiból származó kráterek geológiai bizonyítékai is jobban megőrződtek. A tektonikus folyamatok és a víz hatása azonban még ott is sok ősi vonást eltüntetett. Ezzel szemben az óceáni kéreg nagy része lényegesen fiatalabb (több tízmillió éves), és egyik sem nyúlik vissza 200 millió évnél régebbre.
Ez a fogalmi keret, amelyben a tudósok ma a Föld litoszférájának fejlődését értelmezik – a lemeztektonika – szinte általánosan elfogadott, bár sok részlet még kidolgozásra vár. A tudósok például még nem jutottak általános egyetértésre abban, hogy mikor alakultak ki az eredeti kontinentális magok, vagy hogy a modern lemeztektonikai folyamatok mikor kezdtek el működni. Az biztos, hogy a belső konvekció, az ásványok részleges olvadás és átkristályosodás útján történő szétválása és a bazaltvulkanizmus folyamatai erőteljesebben működtek a Föld történetének első egymilliárd évében, amikor a bolygó belseje sokkal forróbb volt, mint ma; mindazonáltal a felszíni szárazföldek kialakulásának és eloszlásának módja eltérő lehetett.
Adaptálva C.R. Scotese, The University of Texas at ArlingtonA cikk összes videójának megtekintése
Amikor a nagyobb kontinentális pajzsok kialakultak, a lemeztektonikára a sok kisebb kontinentális mag és szigetív összeolvadásából létrejött szuperkontinensek ciklikus összeállása és felbomlása volt jellemző. A tudósok két ilyen ciklust azonosítottak a geológiai feljegyzésekben. Egy szuperkontinens körülbelül 700 millió évvel ezelőtt, a késő prekambriumban kezdett több nagyobb kontinensre szétesni, de körülbelül 250 millió évvel ezelőtt, a triász időszak kezdetéhez közeledve e kontinensek folyamatos sodródása azt eredményezte, hogy ismét egyetlen szuperkontinentális földtömeggé, a Pangeává olvadtak össze. Mintegy 70 millió évvel később a Pangea széttöredezni kezdett, és fokozatosan kialakult a mai kontinentális elrendeződés. Az eloszlás még mindig aszimmetrikus, a kontinensek túlnyomórészt az északi féltekén helyezkednek el a Csendes-óceán medencéjével szemben.
Meglepő módon a négy földi bolygó közül csak a Földön figyelhető meg hosszú távú, átható lemeztektonika. A Vénusz és a Mars geológiáját is a bazaltos vulkanizmus uralja a nagyrészt mozdulatlan kéregben, és csak halvány utalások vannak a vízszintes lemezmozgások esetleg korlátozott epizódjaira. A Merkúr önmagában sokkal sűrűbb, mint a többi földi bolygó, ami nagyobb fémmagot feltételez; a felszínét többnyire becsapódási kráterek borítják, de a bolygó zsugorodására utaló, talán belső lehűléssel összefüggésbe hozható, globális hegesedések mintázata is megfigyelhető. A jelek szerint a Földön előforduló lemeztektonikához elengedhetetlen a bolygó nagy mérete (ezért nagy hőáramlás és vékony kéreg), ami a Marsot kizárja, valamint a kéregben mindenütt jelenlévő, a kőzetet lágyító víz, amit a Vénusz már nagyon korán elveszített. Bár a Föld valóban geológiailag aktív, és ezért fiatalos felszínnel rendelkezik, a Vénusz felszíne az elmúlt egymilliárd évben globális bazaltvulkanizmus révén teljesen megújulhatott, a Mars felszínének kis részein pedig a folyékony víz vagy a földcsuszamlások által okozott erózió lehetett nagyon friss.