Jordens övre mantel: komposition, temperatur, intressanta fakta

Jordens mantel är en del av geosfären som liggermellan cortex och kärna. Den innehåller en stor del av planetens totala substans. Studien av manteln är viktig inte bara när det gäller att förstå jordens interna struktur. Det kan kasta ljus över jordens bildning, ge tillgång till sällsynta föreningar och bergarter, hjälpa till att förstå jordbävningsmekanismen och rörelsen av litosfäriska plattor. Men för att erhålla information om mantelens sammansättning och egenskaper är det inte lätt. Människor vet inte hur man borrar brunnar så djupt. Jordens mantel studeras huvudsakligen med hjälp av seismiska vågor. Och även genom modellering i laboratoriet.

Jordens struktur: manteln, kärnan och skorpan

Enligt moderna begrepp, den internaStrukturen på vår planet är uppdelad i flera lager. Den övre är skorpan, då manteln och kärnan på jorden. Skorpan är ett hårt skal som delas in i havet och kontinentala. Jordens mantel är skild från den med den så kallade mohoroviciska gränsen (efter den kroatiska seismologen, som etablerat sin plats), vilken kännetecknas av en plötslig ökning av hastigheterna hos longitudinella seismiska vågor.

Manteln är ca 67% av planetens massa. Enligt moderna data kan den delas upp i två lager: övre och nedre. I den första är Golitsyn-skiktet eller manteln utmärkt, vilket är en övergångszon från topp till botten. I allmänhet sträcker sig manteln på ett djup av 30 till 2900 km.

Kärnan av planeten, enligt presentationen av modernforskare, består främst av järn-nickellegeringar. Det är också indelat i två delar. Den inre kärnan är fast, dess radie uppskattas till 1.300 km. Extern - flytande, har en radie på 2 200 km. Mellan dessa delar finns en övergångszon.

litosfären

Jordens jordskorpa och övre mantel förenas av konceptet"Lithosphere". Det är ett hårt skal med stabila och mobila områden. Planetens hårda skal består av litosfäriska plattor, som ska flyttas längs asthenosfären - ett ganska plastskikt, vilket förmodligen är en viskös och starkt uppvärmd vätska. Det är en del av övre manteln. Det bör noteras att förekomsten av astenosfären som ett kontinuerligt visköst skal inte bekräftas av seismologiska studier. Studien av planetens struktur gör att du kan välja flera liknande lager som ligger vertikalt. I horisontell riktning avbryts asthenosfären ständigt.

Sätt att studera manteln

Skikten under skorpan är otillgängliga förstudie. Det enorma djupet, den konstanta temperaturförhöjningen och ökningen i densitet är ett allvarligt problem för att erhålla information om mantelkärnans och kärnans sammansättning. Men du kan fortfarande föreställa dig planetens struktur. När man studerar manteln är de viktigaste informationskällorna geofysiska data. Utbredningshastigheten för seismiska vågor, egenskaper med elektrisk ledningsförmåga och tyngdkraft tillåter forskare att göra antaganden om kompositionen och andra egenskaper hos de underliggande lagren.

Dessutom kan viss information erhållasav grubbliga stenar och fragment av mantelstenar. Det senare inkluderar diamanter, vilket kan berätta mycket jämnt om den nedre manteln. Det finns mantelstenar i jordskorpan. Deras studie hjälper till att förstå mantelsammansättningen. De kommer emellertid inte att ersätta prover som extraheras direkt från de djupa skikten, eftersom det är ett resultat av olika processer som förekommer i skorpan, deras komposition skiljer sig från manteln.

Jordens mantel: Sammansättning

En annan informationskälla är detär en mantel, - meteoriter. Enligt moderna begrepp är kondonditer (den vanligaste gruppen meteoriter på planeten) nära i komposition till jordens mantel.

Det antas att det innehåller elementvilka var i ett fast tillstånd eller ingick i en fast förening i processen av bildandet av en planet. Dessa inkluderar kisel, järn, magnesium, syre och några andra. I manteln kombineras de med kiseldioxid för att bilda silikater. Magnesiumsilikater är belägna i det övre skiktet, mängden järnsilikat ökar med djup. I den nedre manteln sönderdelas dessa föreningar i oxider (SiO₂MgO, FeO).

Av särskilt intresse för forskare är stenar som inte finns i skorpan. Det antas att det finns många sådana föreningar i manteln (Grospidites, karbonatiter osv.).

grupper

Låt oss döva längden på skiktenmanteln. Enligt vetenskaparnas ideer upptar de övre gränserna ungefär 30 till 400 km från jordens yta. Nästa är övergångszonen, som går längre in i ytterligare 250 km. Nästa lager är botten. Dess gräns ligger på ett djup av ca 2900 km och är i kontakt med planetens yttre kärna.

Tryck och temperatur

Med förskottet inlands, stigertemperatur. Jordens mantel är under extremt högt tryck. I asthenosfärens zon uppväger effekten av temperaturen, därför här är substansen i det så kallade amorfa eller halvsmälta tillståndet. Djupare under tryck blir det svårt.

Studier av manteln och gränserna för Mohorovic

Jordens mantel har redan tillräckligt med forskareunder en lång tid. I laboratorierna över klipporna, som antagligen ingår i kompositionen av de övre och nedre skikten, utförs experiment för att förstå mantelets sammansättning och egenskaper. Så, japanska forskare fann att bottenskiktet innehåller en stor mängd kisel. I övre manteln finns vattenreserver. Den kommer från jordskorpan och tränger också in från höjden till ytan.

Av särskilt intresse är ytanMokhorovichich, vars natur är helt oförståelig. Seismologiska studier tyder på att på en nivå av 410 km under ytan sker en metamorf förändring i bergarterna (de blir mer täta), vilket uppenbaras av en kraftig ökning av vågornas hastighet. Det antas att de basaltiska stenarna i gränsen till Mohorovichi blir ekologitiska. När detta inträffar ökar manteltätheten med ca 30%. Det finns en annan version, enligt vilken orsaken till förändringen i seismiska vågornas hastighet ligger i förändringen i bergsammansättningen.

Tikyu hakken

År 2005 byggdes Japan specielltutrustad fartyg Chikyu. Hans uppgift är att göra en rekord djup brunn längst ner i Stillahavsområdet. Forskare föreslår att man tar prov av stenar i övre manteln och gränsen till Mohorovicic för att få svar på många frågor relaterade till planetens struktur. Projektet är planerat till 2020.

Det bör noteras att forskare inte bara vänder sigtitta exakt på havsarmarna. Enligt studier är skorpans tjocklek vid botten av haven mycket mindre än på kontinenterna. Skillnaden är signifikant: under vattenkolonnen i havet, upp till magma behöver du bara övervinna 5 km i vissa områden, medan den här typen ökar till 30 km

Nu arbetar fartyget redan: prover av djupa kolsömmar erhölls. Genomförandet av projektets huvudmål gör det möjligt för oss att förstå hur jordens mantel är ordnad, vilka ämnen och element utgör dess övergångszon och också för att ta reda på den nedre gränsen för livets spridning på planeten.

Vår förståelse av jordens struktur ligger långt borta.inte fullständigt. Anledningen till detta är svårigheten att tränga in i underjorden. Den tekniska utvecklingen står dock inte stilla. Vetenskapens prestationer tyder på att vi inom den närmaste framtiden kommer att veta mycket mer om mantelens egenskaper.