Der Erdmantel ist ein Teil der lokalisierten Geosphärezwischen der Rinde und dem Kern. Es enthält einen großen Teil der gesamten Materie des Planeten. Das Studium des Mantels ist nicht nur wichtig, um die innere Struktur der Erde zu verstehen. Es kann Licht in die Entstehung des Planeten bringen, Zugang zu seltenen Verbindungen und Gesteinen bieten und helfen, den Mechanismus von Erdbeben und die Bewegung von lithosphärischen Platten zu verstehen. Es ist jedoch nicht einfach, Informationen über die Zusammensetzung und Eigenschaften des Mantels zu erhalten. Die Leute wissen noch nicht, wie man Brunnen so tief bohrt. Der Erdmantel wird derzeit hauptsächlich mit seismischen Wellen untersucht. Und auch durch Modellierung im Labor.
Die Struktur der Erde: Mantel, Kern und Kruste
Nach modernen Konzepten ist das InnereDie Struktur unseres Planeten ist in mehrere Schichten unterteilt. Die obere ist die Kruste, dann liegen der Mantel und der Kern der Erde. Die Kruste ist eine harte Schale, die in ozeanische und kontinentale unterteilt ist. Der Erdmantel ist von ihm durch die sogenannte mohorovicische Grenze (benannt nach dem kroatischen Seismologen, der seinen Standort festgelegt hat) getrennt, die durch einen plötzlichen Anstieg der Geschwindigkeiten der seismischen Längswellen gekennzeichnet ist.
Der Mantel macht ungefähr 67% der Masse des Planeten aus. Nach modernen Daten kann es in zwei Schichten unterteilt werden: obere und untere. In der ersten wird auch die Golitsyn-Schicht oder der mittlere Mantel unterschieden, bei dem es sich um eine Übergangszone von oben nach unten handelt. Im Allgemeinen erstreckt sich der Mantel in einer Tiefe von 30 bis 2900 km.
Der Kern des Planeten, nach modernenWissenschaftler, besteht hauptsächlich aus Eisen-Nickel-Legierungen. Es ist auch in zwei Teile unterteilt. Der innere Kern ist fest, sein Radius wird auf 1300 km geschätzt. Das Äußere ist flüssig, hat einen Radius von 2200 km. Zwischen diesen Teilen wird eine Übergangszone unterschieden.
Lithosphäre
Die Kruste und der obere Erdmantel sind durch das Konzept verbunden"Lithosphäre". Es ist eine harte Schale mit stabilen und beweglichen Bereichen. Die feste Hülle des Planeten besteht aus lithosphärischen Platten, die sich durch die Asthenosphäre bewegen sollen - eine ziemlich plastische Schicht, wahrscheinlich eine viskose und stark erhitzte Flüssigkeit. Sie ist Teil des oberen Mantels. Es ist zu beachten, dass die Existenz der Asthenosphäre als kontinuierliche viskose Hülle durch seismologische Untersuchungen nicht bestätigt wird. Die Untersuchung der Struktur des Planeten ermöglicht es, mehrere ähnliche Schichten zu unterscheiden, die vertikal angeordnet sind. In horizontaler Richtung wird die Asthenosphäre offenbar ständig unterbrochen.
Möglichkeiten, den Mantel zu studieren
Die Schichten unter der Kruste sind für nicht zugänglichstudieren. Die immense Tiefe, die ständig steigende Temperatur und die zunehmende Dichte sind eine große Herausforderung, um Informationen über die Zusammensetzung des Mantels und des Kerns zu erhalten. Es ist jedoch immer noch möglich, sich die Struktur des Planeten vorzustellen. Bei der Untersuchung des Mantels werden geophysikalische Daten zu den Hauptinformationsquellen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen, die Merkmale der elektrischen Leitfähigkeit und die Schwerkraft ermöglichen es Wissenschaftlern, Annahmen über die Zusammensetzung und andere Merkmale der darunter liegenden Schichten zu treffen.
Zusätzlich können einige Informationen erhalten werdenaus magmatischen Gesteinen und Fragmenten von Mantelgesteinen. Letztere enthalten Diamanten, die selbst über den unteren Mantel viel aussagen können. Mantelgesteine finden sich auch in der Erdkruste. Ihre Studie hilft, die Zusammensetzung des Mantels zu verstehen. Sie ersetzen jedoch keine Proben, die direkt aus tiefen Schichten gewonnen wurden, da sich ihre Zusammensetzung aufgrund verschiedener Prozesse in der Kruste von der des Mantels unterscheidet.
Erdmantel: Zusammensetzung
Eine weitere Informationsquelle, dieist ein Mantel, - Meteoriten. Nach modernen Konzepten ähneln Chondriten (die am weitesten verbreitete Gruppe von Meteoriten auf dem Planeten) in ihrer Zusammensetzung dem Erdmantel.
Von besonderem Interesse für Wissenschaftler sind Gesteine, die nicht in der Erdkruste gefunden werden. Es wird angenommen, dass sich im Mantel viele solcher Verbindungen (Grospidite, Carbonatite usw.) befinden.
Schichten
Lassen Sie uns auf die Länge der Schichten eingehen.Mantel. Laut Wissenschaftlern nehmen die oberen eine Reichweite von etwa 30 bis 400 km von der Erdoberfläche ein. Außerdem gibt es eine Übergangszone, die bis in weitere 250 km reicht. Die nächste Schicht ist die unterste. Seine Grenze befindet sich in einer Tiefe von etwa 2900 km und steht in Kontakt mit dem äußeren Kern des Planeten.
Druck und Temperatur
Mit dem Vormarsch ins Innere des Planeten wird dieTemperatur. Der Erdmantel steht unter extrem hohem Druck. In der Asthenosphärenzone überwiegt der Einfluss der Temperatur, daher befindet sich die Substanz hier im sogenannten amorphen oder halbgeschmolzenen Zustand. Tiefer unter dem Einfluss von Druck wird es schwer.
Untersuchungen des Mantels und der Mohorovichich-Grenze
Der Erdmantel verfolgt Wissenschaftler schon genuglange Zeit. In Laboratorien werden Experimente an Gesteinen durchgeführt, die Teil der oberen und unteren Schicht sein sollen, um die Zusammensetzung und Eigenschaften des Mantels zu verstehen. So haben japanische Wissenschaftler herausgefunden, dass die untere Schicht eine große Menge Silizium enthält. Wasserreserven befinden sich im oberen Mantel. Es kommt aus der Erdkruste und dringt auch von hier an die Oberfläche vor.
Von besonderem Interesse ist die OberflächeMohorovichich, dessen Natur nicht vollständig verstanden ist. Seismologische Studien legen nahe, dass eine metamorphe Veränderung der Gesteine (sie werden dichter) in einer Höhe von 410 km unter der Oberfläche auftritt, was sich in einem starken Anstieg der Geschwindigkeit der Wellenleitung äußert. Es wird angenommen, dass Basaltgesteine im Bereich der Mokhorovichich-Grenze in Eklogit umgewandelt werden. In diesem Fall erhöht sich die Dichte des Mantels um etwa 30%. Es gibt eine andere Version, nach der der Grund für die Änderung der Geschwindigkeit seismischer Wellen in der Änderung der Zusammensetzung der Gesteine liegt.
Chikyu Hakken
Im Jahr 2005 wurde ein speziell in Japan gebautausgerüstetes Schiff Chikyu. Seine Mission ist es, tief am Grund des Pazifischen Ozeans einen Rekord aufzustellen. Wissenschaftler schlagen vor, Gesteinsproben des oberen Mantels und der Grenze von Mohorovichich zu entnehmen, um Antworten auf viele Fragen im Zusammenhang mit der Struktur des Planeten zu erhalten. Die Umsetzung des Projekts ist für 2020 geplant.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich Wissenschaftler nicht nur umgedreht habenSein Blick ist auf die ozeanischen Tiefen gerichtet. Forschungen zufolge ist die Dicke der Kruste am Meeresboden viel geringer als auf den Kontinenten. Der Unterschied ist signifikant: Unter der Wassersäule im Ozean bis hin zu Magma müssen in einigen Gebieten nur 5 km überwunden werden, während diese Zahl an Land auf 30 km ansteigt.
Das Schiff ist bereits in Betrieb:Es wurden Proben von tiefen Kohleflözen erhalten. Die Umsetzung des Hauptziels des Projekts wird es uns ermöglichen zu verstehen, wie der Erdmantel angeordnet ist, welche Substanzen und Elemente seine Übergangszone bilden, und auch die untere Grenze der Ausbreitung des Lebens auf dem Planeten herauszufinden.
Unser Verständnis der Struktur der Erde ist noch weit entferntunvollständig. Der Grund dafür ist die Schwierigkeit, in den Darm einzudringen. Der technologische Fortschritt steht jedoch nicht still. Fortschritte in der Wissenschaft legen nahe, dass wir in nicht allzu ferner Zukunft viel mehr über die Eigenschaften des Mantels wissen werden.
