Jordens mantel är den del av geosfären som ligger mellan jordskorpan och kärnan. Den innehåller en stor del av planetens hela substans. Studiet av manteln är viktigt inte bara för att förstå jordens inre struktur. Det kan kasta ljus över planetens bildande, ge tillgång till sällsynta föreningar och stenar, hjälpa till att förstå mekanismen för jordbävningar och rörelsen hos litosfäriska plattor. Det är dock inte lätt att få information om mantelns sammansättning och egenskaper. Folk vet ännu inte hur man borrar brunnar så djupt. Jordmanteln studeras nu huvudsakligen med hjälp av seismiska vågor. Och även genom att modellera i laboratoriet.
Jordens struktur: mantel, kärna och skorpa
I enlighet med moderna koncept är vår planets inre struktur uppdelad i flera lager. Den övre är skorpan, sedan ligger manteln och jordens kärna. Skorpan är ett hårt skal uppdelat i oceanisk och kontinental. Jordens mantel är skild från den av den så kallade gränsenMohorovicic (uppkallad efter den kroatiske seismologen som fastställde dess plats), som kännetecknas av en abrupt ökning av hastigheterna för kompressionsseismiska vågor.
Manteln utgör cirka 67 % av planetens massa. Enligt moderna data kan den delas upp i två lager: övre och nedre. I den första urskiljs också Golitsyn-skiktet eller mellanmanteln, som är en övergångszon från den övre till den nedre. I allmänhet sträcker sig manteln från 30 till 2900 km.
Planets kärna, enligt moderna vetenskapsmän, består huvudsakligen av järn-nickellegeringar. Den är också uppdelad i två delar. Den inre kärnan är solid, dess radie uppskattas till 1300 km. Extern - flytande, har en radie på 2200 km. En övergångszon särskiljs mellan dessa delar.
Lithosphere
Jordens skorpa och den övre manteln förenas av begreppet "litosfär". Det är ett hårt skal med stabila och rörliga ytor. Planetens fasta skal består av litosfäriska plattor, som är tänkta att röra sig genom astenosfären - ett ganska plastiskt lager, förmodligen en trögflytande och starkt uppvärmd vätska. Det är en del av den övre manteln. Det bör noteras att förekomsten av astenosfären som ett kontinuerligt trögflytande skal inte bekräftas av seismologiska studier. Studiet av planetens struktur tillåter oss att identifiera flera liknande lager som ligger vertik alt. I horisontell riktning är astenosfären tydligen ständigt avbruten.
Metoder för att studera manteln
Lagrena under skorpan är otillgängliga förstudie. Det enorma djupet, den konstanta temperaturökningen och densitetsökningen är ett allvarligt problem för att få information om mantelns och kärnans sammansättning. Det är dock fortfarande möjligt att föreställa sig planetens struktur. När man studerar manteln blir geofysiska data de viktigaste informationskällorna. Hastigheten hos seismiska vågor, elektrisk ledningsförmåga och gravitation gör det möjligt för forskare att göra antaganden om sammansättningen och andra egenskaper hos de underliggande lagren.
Dessutom kan viss information erhållas från magmatiska bergarter och fragment av mantelbergarter. De senare inkluderar diamanter, som kan berätta mycket även om den nedre manteln. Mantelstenar finns också i jordskorpan. Deras studie hjälper till att förstå mantelns sammansättning. De kommer dock inte att ersätta prover tagna direkt från de djupa lagren, eftersom deras sammansättning skiljer sig från manteln till följd av olika processer som sker i skorpan.
Earth's Mantle: Composition
Meteoriter är en annan källa till information om vad manteln är. Enligt moderna begrepp är kondriter (den vanligaste gruppen av meteoriter på planeten) i sammansättning nära jordens mantel.
Det är tänkt att innehålla element som var i ett fast tillstånd eller var i ett fast tillstånd under bildningen av planeten. Dessa inkluderar kisel, järn, magnesium, syre och några andra. I manteln kombineras de med kiseldioxid för att bilda silikater. PÅmagnesiumsilikater finns i det övre lagret, mängden järnsilikat ökar med djupet. I den nedre manteln sönderdelas dessa föreningar till oxider (SiO2, MgO, FeO).
Av särskilt intresse för forskare är stenar som inte finns i jordskorpan. Det antas att det finns många sådana föreningar (grospiditer, karbonatiter, etc.) i manteln.
Layers
Låt oss titta närmare på längden på mantelskikten. Enligt forskare upptar de övre en räckvidd på cirka 30 till 400 km från jordens yta. Nästa är övergångszonen, som går djupare ner i djupet i ytterligare 250 km. Nästa lager är botten. Dess gräns ligger på ett djup av cirka 2900 km och är i kontakt med planetens yttre kärna.
Tryck och temperatur
När du rör dig djupare in i planeten stiger temperaturen. Jordens mantel är under extremt högt tryck. I astenosfärszonen överväger effekten av temperaturen, så här är ämnet i så kallat amorft eller halvsmält tillstånd. Djupare under tryck blir det fast.
Studier av manteln och Mohorovicic-gränsen
Jordens mantel förföljer forskare ganska länge. I laboratorier utförs experiment på stenar som förmodligen är en del av de övre och nedre lagren, vilket gör att vi kan förstå mantelns sammansättning och egenskaper. Således fann japanska forskare att det nedre lagret innehåller en stor mängd kisel. Den övre manteln innehåller vattenreserver. Hon kommer ifrånjordskorpan, och tränger även härifrån till ytan.
Mohorovicics yta är av särskilt intresse, vars natur inte är helt klarlagd. Seismologiska studier tyder på att på en nivå av 410 km under ytan sker en metamorf förändring av stenar (de blir tätare), vilket visar sig i en kraftig ökning av våghastigheten. Det antas att bas altstenarna i området för Mohorović-gränsen förvandlas till eklogit. I detta fall ökar mantelns densitet med cirka 30%. Det finns en annan version, enligt vilken orsaken till förändringen i hastigheten hos seismiska vågor ligger i förändringen i bergarternas sammansättning.
Cikyu Hakken
År 2005 byggdes ett specialutrustat fartyg Chikyu i Japan. Hans uppdrag är att göra en rekorddjup brunn på botten av Stilla havet. Forskare föreslår att man ska ta prover på bergarterna i den övre manteln och Mohorovichic-gränsen för att få svar på många frågor relaterade till planetens struktur. Projektet är planerat till 2020.
Det bör noteras att forskare inte bara har riktat sin uppmärksamhet mot oceanernas djup. Enligt studier är tjockleken på jordskorpan på havets botten mycket mindre än på kontinenterna. Skillnaden är betydande: under vattenpelaren i havet är det bara 5 km att övervinna magma i vissa områden, medan på land ökar denna siffra till 30 km.
Nu fungerar fartyget redan: prover av djupa kollag har tagits emot. Genomförandet av projektets huvudmål kommer att göra det möjligt att förstå hur jordens mantel är ordnad, vadämnen och element utgör dess övergångszon, samt för att ta reda på den nedre gränsen för spridningen av liv på planeten.
Vår förståelse av jordens struktur är långt ifrån fullständig. Anledningen till detta är svårigheten att tränga in i tarmarna. Den tekniska utvecklingen står dock inte stilla. Framsteg inom vetenskapen tyder på att vi kommer att veta mycket mer om mantelns egenskaper inom en snar framtid.
