Jordens mantel är en del av den geosfär som liggermellan barken och kärnan. Den innehåller en stor del av hela planetens materia. Studiet av manteln är viktigt inte bara ur synvinkeln för att förstå jordens inre struktur. Det kan belysa bildandet av planeten, ge tillgång till sällsynta föreningar och stenar och hjälpa till att förstå mekanismen för jordbävningar och förflyttningen av litosfäriska plattor. Det är dock inte lätt att få information om mantelns sammansättning och egenskaper. Folk vet inte hur man borrar brunnar så djupt än. Jordens mantel studeras nu huvudsakligen med seismiska vågor. Och även genom att modellera i en laboratoriemiljö.
Jordens struktur: mantel, kärna och skorpa
Enligt moderna begrepp, det internastrukturen på vår planet är indelad i flera lager. Den övre är skorpan, sedan ligger manteln och jordens kärna. Skorpan är ett hårt skal, uppdelat i oceaniska och kontinentala. Jordens mantel är åtskild från den med den så kallade Mohorovic-gränsen (uppkallad efter den kroatiska seismologen som fastställde sin plats), som kännetecknas av en plötslig ökning av hastigheterna för seismiska längsgående vågor.
Manteln utgör cirka 67% av planetens massa.Enligt moderna data kan den delas in i två lager: övre och nedre. I den första särskiljs också Golitsyn-skiktet eller mittmanteln, som är en övergångszon från övre till nedre. I allmänhet sträcker sig manteln på ett djup av 30 till 2900 km.
Kärnan på planeten, enligt modernforskare, består huvudsakligen av järn-nickellegeringar. Det är också uppdelat i två delar. Den inre kärnan är solid, dess radie uppskattas till 1300 km. Det yttre är flytande, har en radie på 2200 km. En övergångszon skiljer sig mellan dessa delar.
Litosfär
Jordskorpan och jordens övre mantel förenas av konceptet"Litosfär". Det är ett hårt skal med stabila och rörliga områden. Planetens fasta skal består av litosfäriska plattor som ska röra sig genom astenosfären - ett ganska plastskikt, förmodligen en viskös och höguppvärmd vätska. Hon är en del av den övre manteln. Det bör noteras att förekomsten av astenosfären som ett kontinuerligt visköst skal inte bekräftas av seismologiska studier. Studien av planetens struktur gör det möjligt att skilja flera liknande lager vertikalt. I horisontell riktning avbryts uppenbarligen astenosfären.
Sätt att studera manteln
Skikten under skorpan är oåtkomliga förstuderar. Det enorma djupet, den ständigt ökande temperaturen och den ökande densiteten är en stor utmaning 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. Utbredningshastigheten för seismiska vågor, egenskaperna hos elektrisk ledningsförmåga och gravitation gör det möjligt för forskare att göra antaganden om kompositionen och andra egenskaper hos de underliggande skikten.
Dessutom kan viss information erhållasfrån magartiga stenar och fragment av mantelstenar. 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 som erhållits direkt från djupa skikt, eftersom deras sammansättning skiljer sig från mantelns sammansättning på grund av olika processer i skorpan.
Jordens mantel: komposition
En annan informationskälla somär en mantel, - meteoriter. Enligt moderna begrepp är kondriter (den mest utbredda gruppen meteoriter på planeten) nära i sammansättning till jordens mantel.
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.
Skikten
Låt oss stanna kvar på lagerns längd.mantel. Enligt forskare upptar de övre ett intervall på cirka 30 till 400 km från jordytan. Vidare finns det en övergångszon som går in i djupet ytterligare 250 km. Nästa lager är det nedre. Dess gräns ligger på ett djup av cirka 2900 km och är i kontakt med den yttre kärnan på planeten.
Tryck och temperatur
Med framsteg in i det inre av planeten,temperatur. Jordens mantel är under extremt högt tryck. I asthenosfärzonen uppväger effekten av temperaturen, därför är ämnet här i så kallat amorft eller halvsmält tillstånd. Djupare under påverkan av tryck blir det svårt.
Undersökningar av manteln och Mohorovichich-gränsen
Jordens mantel hemsöker redan forskarelänge sedan. I laboratorier utförs experiment på stenar som ska ingå i de övre och nedre skikten för att förstå mantelns sammansättning och egenskaper. Så japanska forskare har funnit att bottenlagret innehåller en stor mängd kisel. Vattenreserver finns i den övre manteln. Den kommer från jordskorpan och tränger också in härifrån till ytan.
Av särskilt intresse är ytanMohorovichich, vars natur inte är helt förstådd. Seismologiska studier antyder att vid en nivå av 410 km under ytan sker en metamorf förändring i stenar (de blir tätare), vilket manifesteras i en kraftig ökning av vågledningens hastighet. Det antas att basaltiska bergarter i Mokhorovichich-gränsen omvandlas till eklogit. I detta fall ökar mantlets densitet med cirka 30%. Det finns en annan version, enligt vilken orsaken till förändringen i seismiska vågens hastighet ligger i förändringen i stenens sammansättning.
Chikyu Hakken
2005, en specialbyggd i Japanutrustat fartyg Chikyu. Hans uppdrag är att göra ett rekord djupt i botten av Stilla havet. Forskare föreslår att man tar prover av stenar i den övre manteln och Mohorovichichs gräns för att få svar på många frågor relaterade till planetens struktur. Genomförandet av projektet är planerat till 2020.
Det bör noteras att forskare inte bara vände sighans blick är till havsdjupet. Enligt forskning är skorpans tjocklek vid havets botten mycket mindre än på kontinenterna. Skillnaden är betydande: under vattnet i havet upp till magma är det nödvändigt att övervinna i vissa områden endast 5 km, medan på land ökar denna siffra till 30 km.
Fartyget är redan i drift:prover av djupa kolsömmar erhölls. Genomförandet av huvudmålet för projektet kommer att göra det möjligt för oss att förstå hur jordens mantel är ordnad, vilka ämnen och element som utgör dess övergångszon, och också att ta reda på den nedre gränsen för spridning av liv på planeten.
Vår förståelse av jordens struktur är fortfarande långt bortainte färdig. Anledningen till detta är svårigheten att tränga in i tarmarna. De tekniska framstegen står dock inte stilla. Framstegen inom vetenskapen tyder på att vi kommer att få veta mycket mer om mantelns egenskaper inom en inte så avlägsen framtid.
