Aš noriu viską žinoti

Mantija (geologija)

Pin
Send
Share
Send


Kodėl vidinė šerdis yra tvirta, išorinė šerdis yra skystas, o apvalkalas yra kietas / plastikas? Atsakymas priklauso tiek nuo santykinio skirtingų sluoksnių lydymosi taškų (nikelio-geležies šerdies, silikato plutos ir mantijos), tiek nuo temperatūros ir slėgio padidėjimo, judant giliau į Žemę. Paviršiuje nikelio-geležies lydiniai ir silikatai yra pakankamai vėsūs, kad būtų kieti. Viršutiniame apvalkale silikatai paprastai būna kieti (egzistuoja lokalūs regionai, kuriuose yra nedidelis lydalo kiekis); tačiau kadangi viršutinė mantija yra gan karšta ir sąlyginai nedidelio slėgio, viršutinio apvalkalo uolienų klampumas yra palyginti mažas. Priešingai, apatinė mantija yra nepaprastai spaudžiama, todėl jos klampumas yra didesnis nei viršutinės. Metalinė nikelio-geležies išorinė šerdis yra skysta, nepaisant milžiniško slėgio, nes jos lydymosi temperatūra yra žemesnė už mantijos silikatus. Vidinė šerdis yra tvirta dėl didžiulio slėgio, esančio planetos centre13.

Temperatūra

Mantijoje temperatūra svyruoja nuo 500 ° C iki 900 ° C (932 ° F-1,652 ° F) ties viršutine riba, kai pluta virš 4000 ° C (7200 ° F) ties riba su šerdimi.13 Nors aukštesnė temperatūra smarkiai viršija mantijos akmenų lydymosi taškus paviršiuje (apie 1200 ° C reprezentatyviajam peridotitui), mantija yra beveik vientisa kieta.13 Milžiniškas litostatinis slėgis, kurį daro mantija, neleidžia lydytis, nes temperatūra, kurioje prasideda lydymas (solidus), didėjant slėgiui.

Judėjimas

Dėl temperatūrų skirtumo tarp Žemės paviršiaus ir išorinės šerdies bei dėl aukšto slėgio ir temperatūros kristalinių uolienų per milijonus metų vykstančios lėtos, šliaužiančios, klampios formos deformacijos, apvalkale vyrauja konvekcinė medžiaga.3. Karšta medžiaga kyla kaip plutoninis diapirinas (šiek tiek panašus į lavos lempą), galbūt nuo sienos su išorine šerdimi (žr. Mantijos plunksną), o vėsesnė (ir sunkesnė) medžiaga krinta žemyn. Tai dažnai būna didelio masto litosferos nusileidimai prie plokščių ribų, vadinamų subdukcijos zonomis 3. Pakilimo metu mantijos medžiaga atvėsta tiek adiabatiškai, tiek ir vedant į aplinkinius aušintuvo apvalkalus. Medžiagos temperatūra krenta, kai slėgio sumažėjimas yra susijęs su kilimu, o jos šiluma pasiskirsto didesniame tūryje. Kadangi temperatūra, kurioje prasideda lydymasis, mažėja sparčiau nei augant karštam pliūpsniui, dalinis tirpimas gali įvykti iškart po litosfera ir sukelti vulkanizmą bei plutonizmą.

Žemės mantijos konvekcija yra chaotiškas procesas (skysčio dinamikos prasme), kuris, kaip manoma, yra neatsiejama plokštelių judesio dalis. Plokštės judesio nereikėtų painioti su senesniu terminu „žemyninis dreifas“, kuris taikomas vien tik žemynų plutos komponentų judėjimui. Litosferos ir apatinės mantijos judesiai yra sujungti, nes besileidžianti litosfera yra svarbi mantijos konvekcijos sudedamoji dalis. Stebimas žemyno dreifas yra sudėtingas ryšys tarp jėgų, sukeliančių vandenyno litosferos nuskendimą, ir žemės mantijos judesių.

Nors yra linkimas į didesnį klampumą didesniame gylyje, šis ryšys toli gražu nėra tiesinis ir parodo sluoksnius, kurių klampumas yra dramatiškai sumažėjęs, ypač viršutinėje mantijoje ir ties riba su šerdimi.14 Mantija, esanti maždaug 200 km atstumu nuo šerdies ir mantijos krašto, turi aiškiai skirtingas seismines savybes nei mantija šiek tiek seklesniame gylyje; šis neįprastas mantijos regionas, esantis tiesiai virš šerdies, vadinamas D “ („D double-prime“ arba „D prime prime“), nomenklatūra, kurią prieš daugiau nei 50 metų pristatė geofizikas Keitas Bullenas15. D “ gali būti sudaryta iš medžiagų iš paklotų plokščių, kurios nusileido ir atsitiesė ties šerdies ir mantijos kraštu, ir (arba) iš naujo mineralinio polimorfo, aptikto perovskite, vadinamu postperovskitu.

Dėl santykinai mažo viršutinio apvalkalo klampumo gali būti priežastis, kad žemės drebėjimai neturėtų vykti maždaug 300 km gylyje. Tačiau subdukcijos zonose geoterminį nuolydį galima nuleisti ten, kur vėsioji medžiaga nuo paviršiaus nusileidžia žemyn, padidindama aplinkinių mantijos stiprumą ir leisdama žemės drebėjimams įvykti iki 400 km ir 670 km gylio.

Slėgis mantijos apačioje yra ~ 136 GPa (1,4 mln. Atm).5 Didėjant slėgiui, važiuojant giliau į mantiją, slėgis didėja, nes apačioje esanti medžiaga turi išlaikyti visos virš jos esančios medžiagos svorį. Vis dėlto manoma, kad visa apvalkalas ilgą laiką deformuojasi kaip skystis, turintis nuolatinę plastinę deformaciją, atsirandančią dėl taško, linijos ir (arba) plokštumų trūkumų judesio per kietus apvalkalus sudarančius kristalus. Apytikslis viršutinio apvalkalo klampos diapazonas tarp 1019 ir 1024 Pa • s, priklausomai nuo gylio,14 temperatūra, sudėtis, streso būsena ir daugybė kitų veiksnių. Taigi viršutinė mantija gali tekėti tik labai lėtai. Tačiau, kai viršutinė mantija yra veikiama didelių jėgų, ji gali tapti silpnesnė, ir manoma, kad šis poveikis yra svarbus formuojant tektoninių plokščių ribas.

Tyrinėjimai

Dėl santykinio vandenyno plutos plonumo, palyginti su žymiai storesne žemynine pluta, mantija tyrinėjama jūros dugne, o ne sausumoje.

Pirmasis bandymas apžiūrėti mantiją, žinomas kaip „Project Mohole“, buvo paliktas 1966 m. Po pakartotinių nesėkmių ir išlaidų viršijimo. Giliausia skvarba buvo maždaug 180 m (590 pėdų). 2005 m. Trečioji giliausia vandenyno gręžinio skylė siekė 1416 metrų (4644 pėdų) žemiau jūros dugno nuo vandenyno gręžimo laivo „JOIDES“.

2007 m. Kovo 5 d. RRS James Cook mokslininkų komanda išvyko į Atlanto jūros dugno teritoriją, kur mantija neaptikta be plutos, viduryje tarp Žaliojo Kyšulio salų ir Karibų jūros. Apsaugota vieta yra maždaug trijų kilometrų atstumu po vandenyno paviršių ir užima tūkstančius kvadratinių kilometrų.1617

Palyginti sunkus bandymas paimti pavyzdžius iš Žemės mantijos buvo numatytas vėliau, 2007 m.18 Vykdydamas „Chikyu Hakken“ misiją, turėjo japonų laivą „Chikyu“ gręžti iki 7000 m (23 000 pėdų) žemiau jūros dugno. Tai beveik tris kartus giliau nei ankstesniuose vandenynų gręžiniuose.

Neseniai buvo išanalizuotas naujas aukščiausių šimtų kilometrų žemės paviršiaus tyrimo būdas, susidedantis iš mažo, tankaus, šilumą generuojančio zondo, kuris praskrenda žemyn per plutą ir apvalkalą, o jo padėtis ir eiga yra stebimi garsiniais signalais akmenys.19 Zondas susideda iš ~ 1 m skersmens volframo išorinės sferos, kurios vidus yra 60Co radioaktyvusis šilumos šaltinis. Buvo apskaičiuota, kad toks zondas vandenyno Moho pasieks mažiau nei per 6 mėnesius ir per kelis dešimtmečius pasieks mažiausiai 100 km gylį tiek vandenyno, tiek žemyninėje litosferoje.20

Taip pat žiūrėkite

Pastabos

  1. ↑ Andrew Alden, 2007. Šeši dalykai, kuriuos reikia žinoti apie žemės apvalkalą. About.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  2. 2.0 2.1 Žemės struktūra. „Moorland“ mokykla. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Andrew Aldenas, 2007. Šiandien mantija: gidas. About.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  4. ↑ Žemės pjūvis (vaizdas). Pagalvok Quest. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  5. 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Rogeris George'as Burnsas, 1993 m. Kristalų lauko teorijos mineraloginiai pritaikymai. (Kembridžas, JK: Cambridge University Press. ISBN 0521430771), 354. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  6. ↑ Istrija internete - garsūs Istriai - Andrija Mohorovicic. Istrianet.org. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  7. ↑ Michaelas Carlowiczas, 2005. Inge Lehmann biografija. Amerikos geofizikos sąjunga, Vašingtonas, DC. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  8. ↑ Žemės vidinė struktūra - plutos mantijos šerdis. Geology.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  9. ↑ Geomokslas: žemė: struktūra… Australijos muziejus. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  10. ↑ I. Kantor, L. Dubrovinsky ir C. McCammon. 2007. Slėgio sukeltas sukimosi kryžminis jungimas ferroperiklazėje: alternatyvi sąvoka. Geofizinių tyrimų tezės 9: 06070. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  11. ↑ Andrew Aldenas, „The Big Squeeze: Into the Mantle“. About.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  12. ↑ Mantija. Viskas2.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  13. 13.0 13.1 13.2 J. Louie, 1996. Žemės interjeras. Nevados universitetas, Reno. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  14. 14.0 14.1 Apsauginių apvalkalų klampumas ir storis. igw.uni-jena.de. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  15. ↑ Andrew Aldenas, „D-Double-Prime“ laiko pabaiga? About.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d.
  16. Than Ker Than, 2007. Mokslininkai tiria Atlanto jūros dugną. Msnbc.com. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d. "Mokslininkų komanda leisis į kelionę kitą savaitę, norėdama ištirti„ atvirą žaizdą "Atlanto jūros dugne, kur yra gilus Žemės vidus, be jokios plutos dangos."
  17. ↑ Vidurio Atlante trūksta žemės plutos. „Science Daily“. Gauta 2008 m. Lapkričio 15 d. "Kardifo universiteto mokslininkai netrukus plauks (kovo 5 d.), Norėdami ištirti stulbinantį atradimą Atlanto vandenyno gilumoje."
  18. ↑ Japonija tikisi nuspėti „didįjį“ su kelione į Žemės centrą. „PhysOrg.com“. Gautas 2008 m. Lapkričio 15 d. "Ambicingas Japonijos vadovaujamas projektas gilintis į žemės paviršių nei bet kada anksčiau bus proveržis nustatant žemės drebėjimus, įskaitant Tokijo baiminamąjį„ Didįjį ". Ketvirtadienį pranešė pareigūnai.
  19. ↑ M.I. Ojovanas, F.G.F. Gibbas, P.P. Poluektovas ir E.P. Emets. 2005. Žemės vidinių sluoksnių zondavimas savaime nuskendusiomis kapsulėmis. Atominė energija 99:556-562.
  20. ↑ M.I. Ojovanas ir F.G.F. Gibbas. "Žemės plutos ir mantijos tyrinėjimas naudojant savaime nusileidžiantį, šildomą radiaciją, zondus ir akustinės emisijos stebėjimą." 7 skyrius, Arnoldas P. Latteferis, 2008 m. Branduolinių atliekų tyrimai: vietos nustatymas, technologijos ir apdorojimas. (Niujorkas, NY: „Nova Science Publishers“. ISBN 9781604561845.)

Nuorodos

  • Burnsas, Rogeris George'as. 1993 metai. Kristalų lauko teorijos mineraloginiai pritaikymai. Kembridžas, JK: „Cambridge University Press“. ISBN 0521430771.
  • Coltorti, M. ir M. Gregoire. 2008 metai. Metazomatika vandenyno ir žemyninėje litosferos mantijoje. Londonas, JK: Geologijos draugijos pub House. ISBN 1862392420
  • Condie, Kent C. 2001. Mantijos plunksnos ir jų įrašas žemės istorijoje. Kembridžas, JK: „Cambridge University Press“. ISBN 0521014727
  • Condie, Kentas C. 2005. Žemė kaip besivystanti planetinė sistema. Amsterdamas: „Elsevier“ akademinė spauda. ISBN 978-0120883929
  • Ojovanas, M.I., ir F.G.F. Gibbas. "Žemės plutos ir mantijos tyrinėjimas naudojant savaime nusileidžiantį, šildomą radiaciją, zondus ir akustinės emisijos stebėjimą." 7 skyrius, Arnoldas P. Latteferis, 2008 m. Branduolinių atliekų tyrimai: vietos nustatymas, technologijos ir apdorojimas. Niujorkas, NY: „Nova Science Publishers“. ISBN 9781604561845.
  • Van der Pluijmas, Benas A. ir Steponas Marshakas. 2004 metai. Žemės struktūra: įvadas į struktūrinę geologiją ir tektoniką, 2-asis leidimas Niujorkas: W.W. Nortonas. ISBN 039392467X
  • Vogtas, Grigalius. 2007 metai. Žemės šerdis ir mantija: sunkusis metalas, judanti uola. Mineapolis, MN: XXI amžiaus knygos. ISBN 978-0761328377

Pin
Send
Share
Send