Jordens mantel er den delen av geosfæren som ligger mellom jordskorpen og kjernen. Den inneholder en stor andel av hele stoffet på planeten. Studiet av mantelen er viktig ikke bare når det gjelder å forstå jordens indre struktur. Det kan kaste lys over dannelsen av planeten, gi tilgang til sjeldne forbindelser og bergarter, bidra til å forstå mekanismen til jordskjelv og bevegelsen til litosfæriske plater. Det er imidlertid ikke lett å få informasjon om sammensetningen og funksjonene til mantelen. Folk vet ennå ikke hvordan de skal bore brønner så dypt. Jordens mantel er nå hovedsakelig studert ved hjelp av seismiske bølger. Og også ved å modellere i laboratoriet.
Jordens struktur: mantel, kjerne og skorpe
I følge moderne konsepter er den indre strukturen til planeten vår delt inn i flere lag. Den øverste er skorpen, deretter ligger mantelen og jordens kjerne. Skorpen er et hardt skall delt inn i oseanisk og kontinent alt. Jordens mantel er atskilt fra den av den såk alte grensenMohorovicic (oppk alt etter den kroatiske seismologen som etablerte stedet), som er preget av en brå økning i hastigheten til kompresjonsseismiske bølger.
Mantelen utgjør omtrent 67 % av planetens masse. I følge moderne data kan den deles inn i to lag: øvre og nedre. I det første skilles også Golitsyn-laget eller midtmantelen, som er en overgangssone fra øvre til nedre. Generelt strekker mantelen seg fra 30 til 2900 km.
Kjernen av planeten, ifølge moderne vitenskapsmenn, består hovedsakelig av jern-nikkel-legeringer. Den er også delt i to deler. Den indre kjernen er solid, dens radius er estimert til 1300 km. Ekstern - væske, har en radius på 2200 km. En overgangssone skilles mellom disse delene.
Lithosphere
Jordskorpen og den øvre mantelen forenes av konseptet "litosfære". Det er et hardt skall med stabile og mobile områder. Det solide skallet på planeten består av litosfæriske plater, som skal bevege seg gjennom astenosfæren - et ganske plastisk lag, sannsynligvis en tyktflytende og sterkt oppvarmet væske. Det er en del av den øvre mantelen. Det skal bemerkes at eksistensen av asthenosfæren som et kontinuerlig viskøst skall ikke bekreftes av seismologiske studier. Studiet av planetens struktur lar oss identifisere flere lignende lag plassert vertik alt. I horisontal retning er asthenosfæren tilsynelatende konstant avbrutt.
Metoder for å studere mantelen
Lagene under skorpen er utilgjengelige forstudere. Den enorme dybden, den konstante økningen i temperatur og økningen i tetthet er et alvorlig problem for å få informasjon om sammensetningen av mantelen og kjernen. Imidlertid er det fortsatt mulig å forestille seg planetens struktur. Når man studerer mantelen, blir geofysiske data hovedkildene til informasjon. Hastigheten til seismiske bølger, elektrisk ledningsevne og tyngdekraft gjør det mulig for forskere å gjøre antakelser om sammensetningen og andre trekk ved de underliggende lagene.
I tillegg kan en del informasjon hentes fra magmatiske bergarter og fragmenter av mantelbergarter. Sistnevnte inkluderer diamanter, som kan fortelle mye selv om den nedre mantelen. Mantelbergarter finnes også i jordskorpen. Studien deres hjelper til med å forstå sammensetningen av mantelen. De vil imidlertid ikke erstatte prøver tatt direkte fra de dype lagene, siden som et resultat av ulike prosesser som skjer i skorpen, er sammensetningen deres forskjellig fra mantelen.
Earth's Mantle: Composition
Meteoritter er en annen kilde til informasjon om hva mantelen er. I følge moderne konsepter er kondritter (den vanligste gruppen av meteoritter på planeten) i sammensetning nær jordkappen.
Det er ment å inneholde elementer som var i fast tilstand eller var i fast tilstand under dannelsen av planeten. Disse inkluderer silisium, jern, magnesium, oksygen og noen andre. I mantelen kombineres de med silisiumdioksid for å danne silikater. PÅmagnesiumsilikater er lokalisert i det øvre laget, mengden jernsilikat øker med dybden. I den nedre mantelen sp altes disse forbindelsene til oksider (SiO2, MgO, FeO).
Av spesiell interesse for forskere er bergarter som ikke finnes i jordskorpen. Det antas at det er mange slike forbindelser (grospiditter, karbonatitter osv.) i mantelen.
Layers
La oss se nærmere på lengden på mantellagene. Ifølge forskere okkuperer de øvre en rekkevidde på omtrent 30 til 400 km fra jordens overflate. Neste er overgangssonen, som går dypere ned i dypet i ytterligere 250 km. Det neste laget er bunnen. Grensen ligger på en dybde på ca. 2900 km og er i kontakt med den ytre kjernen av planeten.
Trykk og temperatur
Når du beveger deg dypere inn i planeten, stiger temperaturen. Jordens mantel er under ekstremt høyt trykk. I astenosfæresonen veier effekten av temperatur opp, så her er stoffet i såk alt amorf eller halvsmeltet tilstand. Dypere under press blir den solid.
Studier av mantelen og Mohorovicic-grensen
Jordens mantel hjemsøker forskere i ganske lang tid. I laboratorier utføres det eksperimenter på bergarter som antagelig er en del av øvre og nedre lag, noe som gjør at vi kan forstå mantelens sammensetning og egenskaper. Således fant japanske forskere at det nedre laget inneholder en stor mengde silisium. Den øvre mantelen inneholder vannreserver. Hun kommer frajordskorpen, og trenger også herfra til overflaten.
Mohorovicics overflate er av spesiell interesse, som ikke er fullt ut forstått. Seismologiske studier tyder på at det på et nivå på 410 km under overflaten skjer en metamorf endring av bergarter (de blir tettere), noe som manifesterer seg i en kraftig økning i bølgehastigheten. Det antas at bas altbergartene i området ved Mohorović-grensen blir til eklogitt. I dette tilfellet øker tettheten til mantelen med omtrent 30%. Det er en annen versjon, ifølge hvilken årsaken til endringen i hastigheten til seismiske bølger ligger i endringen i sammensetningen av bergartene.
Cikyu Hakken
I 2005 ble et spesialutstyrt skip Chikyu bygget i Japan. Hans oppdrag er å lage en rekord dyp brønn på bunnen av Stillehavet. Forskere foreslår å ta prøver av bergartene i den øvre mantelen og Mohorovichic-grensen for å få svar på mange spørsmål knyttet til planetens struktur. Prosjektet er planlagt til 2020.
Det skal bemerkes at forskere ikke bare har rettet oppmerksomheten mot havdypet. Ifølge studier er tykkelsen på jordskorpen på bunnen av havene mye mindre enn på kontinentene. Forskjellen er betydelig: under vannsøylen i havet er det bare 5 km å overvinne magma i enkelte områder, mens på land øker dette tallet til 30 km.
Nå fungerer skipet allerede: prøver av dype kullsømmer er mottatt. Gjennomføringen av hovedmålet til prosjektet vil gjøre det mulig å forstå hvordan jordkappen er ordnet, hvastoffer og elementer utgjør dens overgangssone, samt for å finne ut den nedre grensen for spredning av liv på planeten.
Vår forståelse av jordens struktur er langt fra fullstendig. Årsaken til dette er vanskeligheten med å trenge inn i tarmene. Den teknologiske utviklingen står imidlertid ikke stille. Fremskritt innen vitenskap tyder på at vi vil vite mye mer om egenskapene til mantelen i nær fremtid.
