Mantaua Pământului este partea din geosfera situată între crustă și nucleu. Conține o mare parte din întreaga substanță a planetei. Studiul mantalei este important nu numai în ceea ce privește înțelegerea structurii interne a Pământului. Poate face lumină asupra formării planetei, poate oferi acces la compuși și roci rare, poate ajuta la înțelegerea mecanismului cutremurelor și a mișcării plăcilor litosferice. Cu toate acestea, obținerea de informații despre compoziția și caracteristicile mantalei nu este ușoară. Oamenii nu știu încă să foreze puturi atât de adânc. Mantaua Pământului este acum studiată în principal folosind unde seismice. Și, de asemenea, prin modelare în laborator.
Structura Pământului: manta, miez și scoarță
Conform conceptelor moderne, structura internă a planetei noastre este împărțită în mai multe straturi. Cel de sus este scoarța, apoi mantaua și miezul Pământului se află. Crusta este o coajă tare împărțită în oceanică și continentală. Mantaua Pământului este separată de aceasta prin așa-numita granițăMohorovicic (numit după seismologul croat care a stabilit locația sa), care se caracterizează printr-o creștere bruscă a vitezelor undelor seismice de compresie.
Mantaua reprezintă aproximativ 67% din masa planetei. Conform datelor moderne, poate fi împărțit în două straturi: superior și inferior. În primul, se distinge și stratul Golitsyn sau mantaua mijlocie, care este o zonă de tranziție de la partea superioară la cea inferioară. În general, mantaua se întinde de la 30 la 2900 km.
Miezul planetei, conform oamenilor de știință moderni, este format în principal din aliaje fier-nichel. De asemenea, este împărțit în două părți. Miezul interior este solid, raza lui este estimată la 1300 km. Extern - lichid, are o rază de 2200 km. Se distinge o zonă de tranziție între aceste părți.
Litosferă
Scora și mantaua superioară a Pământului sunt unite prin conceptul de „litosferă”. Este o carcasă tare cu zone stabile și mobile. Învelișul solid al planetei este format din plăci litosferice, care se presupune că se deplasează prin astenosferă - un strat destul de plastic, probabil un lichid vâscos și foarte încălzit. Face parte din mantaua superioară. De remarcat faptul că existența astenosferei ca înveliș vâscos continuu nu este confirmată de studiile seismologice. Studiul structurii planetei ne permite să identificăm mai multe straturi similare situate vertical. În direcția orizontală, astenosfera, aparent, este întreruptă în mod constant.
Metode de studiere a mantalei
Straturile de sub crustă sunt inaccesibilestudiu. Adâncimea enormă, creșterea constantă a temperaturii și creșterea densității reprezintă o problemă serioasă pentru obținerea de informații despre compoziția mantalei și a miezului. Cu toate acestea, este încă posibil să ne imaginăm structura planetei. Când se studiază mantaua, datele geofizice devin principalele surse de informații. Viteza undelor seismice, conductivitatea electrică și gravitația le permit oamenilor de știință să facă ipoteze despre compoziția și alte caracteristici ale straturilor subiacente.
În plus, unele informații pot fi obținute din roci magmatice și fragmente de roci de manta. Acestea din urmă includ diamante, care pot spune multe chiar și despre mantaua inferioară. Rocile de la manta se găsesc și în scoarța terestră. Studiul lor ajută la înțelegerea compoziției mantalei. Cu toate acestea, ele nu vor înlocui mostrele prelevate direct din straturile adânci, deoarece, ca urmare a diferitelor procese care au loc în crustă, compoziția lor este diferită de cea a mantalei.
Mantaua Pământului: Compoziție
Meteoriții sunt o altă sursă de informații despre ce este mantaua. Conform conceptelor moderne, condritele (cel mai comun grup de meteoriți de pe planetă) sunt apropiate ca compoziție de mantaua pământului.
Se presupune că conține elemente care au fost în stare solidă sau au fost în stare solidă în timpul formării planetei. Acestea includ siliciu, fier, magneziu, oxigen și altele. În manta se combină cu dioxidul de siliciu pentru a forma silicați. LAsilicații de magneziu sunt localizați în stratul superior, cantitatea de silicat de fier crește odată cu adâncimea. În mantaua inferioară, acești compuși se descompun în oxizi (SiO2, MgO, FeO).
De un interes deosebit pentru oamenii de știință sunt rocile care nu se găsesc în scoarța terestră. Se presupune că există mulți astfel de compuși (grospidite, carbonatiți etc.) în manta.
Straturi
Să aruncăm o privire mai atentă asupra lungimii straturilor de manta. Potrivit oamenilor de știință, cele superioare ocupă un interval de aproximativ 30 până la 400 km de suprafața pământului. Urmează zona de tranziție, care merge mai adânc în adâncuri pentru încă 250 km. Următorul strat este partea de jos. Granița sa este situată la o adâncime de aproximativ 2900 km și este în contact cu nucleul exterior al planetei.
Presiune și temperatură
Pe măsură ce vă deplasați mai adânc în planetă, temperatura crește. Mantaua Pământului este sub presiune extrem de ridicată. În zona astenosferei, efectul temperaturii depășește, așa că aici substanța se află în așa-numita stare amorfă sau semitopită. Mai adânc sub presiune, devine solid.
Studii ale mantalei și limitei Mohorovicic
Mantaua Pământului îi bântuie pe oameni de știință destul de mult timp. În laboratoare, se fac experimente pe roci care probabil fac parte din straturile superioare și inferioare, permițându-ne să înțelegem compoziția și caracteristicile mantalei. Astfel, oamenii de știință japonezi au descoperit că stratul inferior conține o cantitate mare de siliciu. Mantaua superioară conține rezerve de apă. Ea vine dinscoarța terestră și pătrunde și de aici la suprafață.
Suprafața lui Mohorovicic prezintă un interes deosebit, a cărei natură nu este pe deplin înțeleasă. Studiile seismologice sugerează că la un nivel de 410 km sub suprafață are loc o schimbare metamorfică a rocilor (devin mai dense), care se manifestă printr-o creștere bruscă a vitezei valurilor. Se presupune că rocile de baz alt din zona graniței Mohorović se transformă în eclogit. În acest caz, densitatea mantalei crește cu aproximativ 30%. Există o altă versiune, conform căreia, motivul schimbării vitezei undelor seismice constă în modificarea compoziției rocilor.
Cikyu Hakken
În 2005, în Japonia a fost construită o navă special echipată Chikyu. Misiunea lui este de a face o fântână adâncă pe fundul Oceanului Pacific. Oamenii de știință propun să preleveze mostre din rocile mantalei superioare și ale limitei Mohorovichic pentru a obține răspunsuri la multe întrebări legate de structura planetei. Proiectul este programat pentru 2020.
Trebuie remarcat faptul că oamenii de știință nu și-au îndreptat atenția doar asupra adâncurilor oceanice. Potrivit studiilor, grosimea crustei de pe fundul mărilor este mult mai mică decât pe continente. Diferența este semnificativă: sub coloana de apă din ocean, sunt doar 5 km pentru a depăși magma în unele zone, în timp ce pe uscat această cifră crește la 30 km.
Acum nava funcționează deja: au fost primite mostre de cărbuni adânci. Implementarea obiectivului principal al proiectului va face posibilă înțelegerea modului în care este aranjată mantaua Pământului, cesubstanțele și elementele alcătuiesc zona sa de tranziție, precum și pentru a afla limita inferioară a răspândirii vieții pe planetă.
Înțelegerea noastră a structurii Pământului este departe de a fi completă. Motivul pentru aceasta este dificultatea de a pătrunde în intestine. Cu toate acestea, progresul tehnologic nu stă pe loc. Progresele științei sugerează că vom ști mult mai multe despre caracteristicile mantalei în viitorul apropiat.
