De aardmantel is het deel van de geosfeer dat zich tussen de korst en de kern bevindt. Het bevat een groot deel van de gehele substantie van de planeet. De studie van de mantel is niet alleen belangrijk om de interne structuur van de aarde te begrijpen. Het kan licht werpen op de vorming van de planeet, toegang geven tot zeldzame verbindingen en gesteenten, het mechanisme van aardbevingen en de beweging van lithosferische platen helpen begrijpen. Het verkrijgen van informatie over de samenstelling en kenmerken van de mantel is echter niet eenvoudig. Mensen weten nog niet hoe ze putten zo diep moeten boren. De aardmantel wordt nu vooral bestudeerd met seismische golven. En ook door te modelleren in het laboratorium.
De structuur van de aarde: mantel, kern en korst
Volgens moderne concepten is de interne structuur van onze planeet verdeeld in verschillende lagen. De bovenste is de korst, dan liggen de mantel en de kern van de aarde. De korst is een harde schaal verdeeld in oceanisch en continentaal. De aardmantel wordt hiervan gescheiden door de zogenaamde grensMohorovicic (genoemd naar de Kroatische seismoloog die zijn locatie heeft vastgesteld), die wordt gekenmerkt door een abrupte toename van de snelheden van seismische compressiegolven.
De mantel vormt ongeveer 67% van de massa van de planeet. Volgens moderne gegevens kan het in twee lagen worden verdeeld: bovenste en onderste. In de eerste wordt ook de Golitsyn-laag of de middelste mantel onderscheiden, wat een overgangszone is van boven naar beneden. Over het algemeen strekt de mantel zich uit van 30 tot 2900 km.
De kern van de planeet bestaat volgens moderne wetenschappers voornamelijk uit ijzer-nikkellegeringen. Het is ook verdeeld in twee delen. De binnenkern is solide, de straal wordt geschat op 1300 km. Uitwendig - vloeibaar, heeft een straal van 2200 km. Tussen deze delen wordt een overgangszone onderscheiden.
Lithosfeer
De korst en de bovenste mantel van de aarde zijn verenigd door het concept van "lithosfeer". Het is een harde schaal met stabiele en mobiele ruimtes. De vaste schaal van de planeet bestaat uit lithosferische platen, die verondersteld worden door de asthenosfeer te bewegen - een nogal plastische laag, waarschijnlijk een stroperige en sterk verwarmde vloeistof. Het maakt deel uit van de bovenmantel. Opgemerkt moet worden dat het bestaan van de asthenosfeer als een continue viskeuze schaal niet wordt bevestigd door seismologische studies. De studie van de structuur van de planeet stelt ons in staat om verschillende vergelijkbare lagen verticaal te identificeren. In horizontale richting wordt de asthenosfeer blijkbaar voortdurend onderbroken.
Methoden om de mantel te bestuderen
De lagen onder de korst zijn ontoegankelijk voorstudie. De enorme diepte, de constante temperatuurstijging en de toename van de dichtheid vormen een serieus probleem voor het verkrijgen van informatie over de samenstelling van de mantel en de kern. Het is echter nog steeds mogelijk om de structuur van de planeet voor te stellen. Bij het bestuderen van de mantel worden geofysische gegevens de belangrijkste informatiebronnen. De snelheid van seismische golven, elektrische geleidbaarheid en zwaartekracht stellen wetenschappers in staat aannames te doen over de samenstelling en andere kenmerken van de onderliggende lagen.
Bovendien kan enige informatie worden verkregen uit stollingsgesteenten en fragmenten van mantelgesteenten. De laatste omvatten diamanten, die zelfs veel kunnen vertellen over de onderste mantel. In de aardkorst komen ook mantelgesteenten voor. Hun studie helpt om de samenstelling van de mantel te begrijpen. Ze zullen echter geen monsters vervangen die rechtstreeks uit de diepe lagen zijn genomen, omdat als gevolg van verschillende processen die in de korst plaatsvinden, hun samenstelling anders is dan de mantel.
Aardemantel: Compositie
Meteorieten zijn een andere bron van informatie over wat de mantel is. Volgens moderne concepten zijn chondrieten (de meest voorkomende groep meteorieten op de planeet) qua samenstelling dicht bij de aardmantel.
Het wordt verondersteld elementen te bevatten die in vaste toestand waren of in vaste toestand waren tijdens de vorming van de planeet. Deze omvatten silicium, ijzer, magnesium, zuurstof en enkele andere. In de mantel combineren ze met siliciumdioxide om silicaten te vormen. BIJmagnesiumsilicaten bevinden zich in de bovenste laag, de hoeveelheid ijzersilicaat neemt toe met de diepte. In de onderste mantel vallen deze verbindingen uiteen in oxiden (SiO2, MgO, FeO).
Van bijzonder belang voor wetenschappers zijn gesteenten die niet in de aardkorst voorkomen. Er wordt aangenomen dat er veel van dergelijke verbindingen (grospidieten, carbonatieten, enz.) in de mantel zijn.
Lagen
Laten we de lengte van de mantellagen eens nader bekijken. Volgens wetenschappers beslaan de bovenste een bereik van ongeveer 30 tot 400 km van het aardoppervlak. Daarna volgt de overgangszone, die nog 250 km dieper de diepte in gaat. De volgende laag is de onderkant. De grens bevindt zich op een diepte van ongeveer 2900 km en staat in contact met de buitenste kern van de planeet.
Druk en temperatuur
Naarmate je dieper de planeet ingaat, stijgt de temperatuur. De aardmantel staat onder extreem hoge druk. In de asthenosfeerzone weegt het effect van temperatuur zwaarder, dus hier bevindt de stof zich in de zogenaamde amorfe of halfgesmolten toestand. Dieper onder druk wordt het vast.
Studies van de mantel en de Mohorovicische grens
De mantel van de aarde achtervolgt wetenschappers geruime tijd. In laboratoria worden experimenten uitgevoerd op rotsen die vermoedelijk deel uitmaken van de bovenste en onderste lagen, waardoor we de samenstelling en kenmerken van de mantel kunnen begrijpen. Zo ontdekten Japanse wetenschappers dat de onderste laag een grote hoeveelheid silicium bevat. De bovenmantel bevat waterreserves. Zij komt vande aardkorst, en dringt ook van hier naar de oppervlakte.
Het oppervlak van
Mohorovicic is van bijzonder belang, waarvan de aard niet volledig wordt begrepen. Seismologische studies suggereren dat op een niveau van 410 km onder het oppervlak een metamorfe verandering van rotsen optreedt (ze worden dichter), wat zich manifesteert in een sterke toename van de snelheid van golven. Er wordt aangenomen dat de bas altrotsen in het gebied van de Mohorović-grens veranderen in eklogiet. In dit geval neemt de dichtheid van de mantel met ongeveer 30% toe. Er is een andere versie, volgens welke de reden voor de verandering in de snelheid van seismische golven ligt in de verandering in de samenstelling van de rotsen.
Cikyu Hakken
In 2005 werd in Japan een speciaal uitgerust schip Chikyu gebouwd. Zijn missie is om een record diep goed op de bodem van de Stille Oceaan te maken. Wetenschappers stellen voor om monsters te nemen van de rotsen van de bovenmantel en de Mohorovichic-grens om antwoorden te krijgen op veel vragen met betrekking tot de structuur van de planeet. Het project staat gepland voor 2020.
Opgemerkt moet worden dat wetenschappers niet alleen hun aandacht hebben gericht op de oceanische diepten. Volgens studies is de dikte van de korst op de bodem van de zeeën veel minder dan op de continenten. Het verschil is aanzienlijk: onder de waterkolom in de oceaan is het in sommige gebieden slechts 5 km om magma te overwinnen, terwijl dit op het land toeneemt tot 30 km.
Nu werkt het schip al: er zijn monsters van diepe steenkoollagen ontvangen. De implementatie van het hoofddoel van het project zal het mogelijk maken om te begrijpen hoe de aardmantel is gerangschikt, watstoffen en elementen vormen de overgangszone, en ook om de ondergrens van de verspreiding van het leven op de planeet te achterhalen.
Ons begrip van de structuur van de aarde is verre van compleet. De reden hiervoor is de moeilijkheid om in de darmen te dringen. De technologische vooruitgang staat echter niet stil. Vooruitgang in de wetenschap suggereert dat we in de nabije toekomst veel meer zullen weten over de kenmerken van de mantel.
