Горната мантия на Земята: състав, температура, интересни факти

Земната мантия е част от геосферата, която се намирамежду ядрото и ядрото. Тя съдържа голяма част от общата материя на планетата. Изучаването на мантията е важно не само от гледна точка на разбирането на вътрешната структура на Земята. Тя може да хвърли светлина върху образуването на планетата, да даде достъп до редки съединения и скали, да помогне за разбирането на механизма на земетресенията и движението на литосферичните плочи. Не е лесно обаче да се получи информация за състава и характеристиките на мантията. Досега хората не знаят как да пробиват кладенци. На мантията на Земята вече се проучва най-вече сеизмични вълни. А също и чрез моделиране в лабораторията.

Структурата на Земята: мантия, ядро ​​и кортекс

Според съвременните идеи, вътрешнитеСтруктурата на нашата планета е разделена на няколко слоя. Най - Кора, после легна мантията и ядрото на Земята. Кората е твърда черупка, разделена на океански и континентален. Mantle Земята отделена от нея с т.нар граница Mohorovicic (наречен хърватска сеизмология, който се установява местоположението му), който се характеризира с рязко повишаване на надлъжната скорост на сеизмични вълни.

Мантата е около 67% от масата на планетата. Според съвременните данни тя може да бъде разделена на два слоя: горна и долна. В първата се разграничава слой Golitsyn или средната мантия, което е преходната зона от горната към долната. По принцип мантата се простира до дълбочина от 30 до 2900 км.

Ядрото на планетата, според модернитеучените, се състои основно от железни-никелови сплави. Тя също е разделена на две части. Вътрешната сърцевина е твърда, радиусът й е изчислен на 1300 км. Външната - течност, има радиус от 2200 км. Между тези части се отличава преходна зона.

литосфера

Кората и горната мантия на Земята са обединени от концепцията"Литосферата". Тя е твърда черупка със стабилни и подвижни зони. Твърдата обвивка на планетата се състои от литосферични пластини, които се предполага, че се движат по астеносферата - доста пластмасов слой, вероятно вискозна и силно нагрята течност. Тя е част от горната мантия. Трябва да се отбележи, че съществуването на астеносферата като непрекъсната вискозна обвивка не се потвърждава от сеизмологичните изследвания. Проучването на структурата на планетата дава възможност да се разграничат няколко подобни слоя, разположени вертикално. В хоризонталната посока астеносферата, очевидно, постоянно се прекъсва.

Методи за изучаване на мантията

Пластовете, разположени под кортекса, са недостъпнипроучване. Огромна дълбочина, постоянно повишаване на температурата и увеличаване на плътността са сериозен проблем за получаване на информация за състава на мантията и ядрото. Въпреки това, все още е възможно да си представим структурата на планетата. Геофизичните данни се превръщат в основни източници на информация при изучаването на мантията. Скоростта на разпространение на сеизмичните вълни, характеристиките на електрическата проводимост и гравитацията позволяват на учените да правят предположения за състава и другите характеристики на основните слоеве.

Освен това се получава известна информацияот магматични скали и фрагменти от мантийни скали. Последните включват диаманти, които могат да разкажат много и за долната мантия. Мантовите скали се срещат и в земната кора. Изучаването им помага да се разбере състава на мантията. Те обаче не заменят проби, получени директно от дълбоки слоеве, защото в резултат на различни процеси, които се появяват в кората, техният състав е различен от мантията.

Земната мантия: състав

Друг източник на информация е товае мантия, - метеорити. Според съвременните идеи, хондритите (най-често срещаната група метеорити на планетата) са близки в състава на мантията на Земята.

Предполага се, че тя съдържа елементи,които са в твърдо състояние или са влезли в твърдо вещество по време на образуването на планетата. Те включват силиций, желязо, магнезий, кислород и някои други. В мантията те се комбинират със силициев двуокис, за да образуват силикати. В горния слой се намират магнезиеви силикати, количеството на железния силикат се увеличава с дълбочина. В долната мантия тези съединения се разлагат на оксиди (SiO₂, MgO, FeO).

Особен интерес за учените са скалите, които не се срещат в земната кора. Предполага се, че има много такива съединения в мантията на галпидити, карбонатити и т.н.

групи

Нека да разгледаме по-подробно размера на слоеветемантия. Според учените горните те заемат площ от около 30 до 400 километра от земната повърхност. Освен това има преходна зона, която продължава още 250 километра. Следващият слой е в долната част. Границата му е разположена на дълбочина около 2900 км и е в контакт с външната сърцевина на планетата.

Налягане и температура

С напредването във вътрешността на планетата,температура. Мантата на Земята е под влияние на изключително високо налягане. В зоната на астеносферата ефектът на температурата надвишава, така че тук веществото е в така нареченото аморфно или полу-стопено състояние. По-дълбоко под въздействието на натиск става трудно.

Проучвания на мантията и границата на Мохорович

Мантата на Земята не дава достатъчно почивка на ученитедълго време. В лабораториите над скалите, вероятно включени в състава на горния и долния слой, се правят опити за разбиране на състава и характеристиките на мантията. По този начин японски учени са открили, че долният слой съдържа голямо количество силиций. Горната мантия съдържа водни резерви. Тя идва от земната кора и също прониква оттук на повърхността.

Особен интерес представлява повърхносттаMokhorovicic, чиято природа не е напълно разбрана. Сеизмологичните изследвания показват, че на ниво 410 км под повърхността има метаморфна промяна в скалите (те стават по-гъсти), което се проявява в рязко увеличаване на скоростта на пренасяне на вълните. Предполага се, че базалтовите скали в района на границата на Мохорович се превръщат в еклогог. В този случай плътността на кожуха се увеличава с приблизително 30%. Съществува друга версия, според която причината за промяна на скоростта на сеизмичните вълни е промяната в състава на скалите.

Тикиу Хаккен

През 2005 г. Япония построи специаленоборудван кораб Chikyu. Неговата мисия е да направи рекордна дълбока дупка в дъното на Тихия океан. Учените очакват да вземат проби от скали на горната мантия и границите на Мохорович, за да получат отговори на много въпроси, свързани със структурата на планетата. Проектът е планиран за 2020 г.

Трябва да се отбележи, че учените не само се обърнахатя е към океанската подпоч- ност. Според изследването, дебелината на кората на дъното на моретата е много по-малка, отколкото на континентите. Разликата е значителна: под водния стълб в океана до магмата е необходимо в някои райони да се преодолеят само 5 км, а на сушата тази цифра се увеличава на 30 км.

Сега корабът вече работи: се получават проби от дълбоки въглищни шевове. Реализирането на основната цел на проекта ще даде възможност да се разбере как е разположена мантията на Земята, какви вещества и елементи съставляват нейната преходна зона, а също и да се определи долната граница на разпространението на живота на планетата.

Нашата идея за структурата на Земята е толкова далечне е завършен. Причината за това - сложността на проникване в интериора. Техническият прогрес обаче не спира. Постиженията на науката показват, че в недалечното бъдеще ще знаем много повече за характеристиките на мантията.