Интересные факты о мантии Земли

Мантия Земли — это толстый слой горячей твердой породы, лежащий между земной корой и расплавленным железным ядром. Он составляет большую часть Земли, составляя две трети массы планеты.

Мантия Земли — это толстый слой горячей твердой породы, лежащий между земной корой и ее расплавленным железным ядром. Он составляет большую часть Земли, составляя две трети массы планеты. Мантия начинается на глубине около 30 километров и имеет толщину около 2900 километров.

Увлекательные факты о мантии Земли Изображение 1

Покрытия на минеральной основе

Земля имеет тот же состав элементов, что и Солнце и другие планеты (за исключением водорода и гелия, которые покинули гравитацию Земли). Вычитая железо в ядре, мы можем подсчитать, что мантия представляет собой смесь магния, кремния, железа и кислорода, примерно того же состава, что и гранат.

Но какая именно минеральная смесь присутствует на данной глубине – сложный вопрос, на который до сих пор нет окончательного ответа. Полезно то, что у нас есть образцы мантии, горных пород, поднятых в результате некоторых извержений вулканов, с глубин 300 км и более. Эти образцы показывают, что верхняя часть мантии сложена перидотитом и эклогитом. Но самое интересное, что мы получаем из мантии – это алмазы.

Деятельность в области геологии

Верхняя часть мантии медленно взбалтывается движениями плит, происходящими над ней. Это связано с двумя видами деятельности. Во-первых, это движение вниз погружающихся плит, скользящих друг под другом. Во-вторых, движение мантийных пород вверх происходит по мере разделения и распространения двух тектонических плит. Однако вся эта деятельность не перемешивает полностью верхнюю мантию, и геохимики рассматривают верхнюю мантию как каменистую версию мраморного пирога.

Вулканические структуры мира отражают активность тектоники плит, за исключением нескольких областей планеты, известных как горячие точки. Горячие точки могут быть ключом к подъему и падению материала гораздо глубже в мантии, возможно, из самого ее дна. А может и нет.

Увлекательные факты о мантии Земли Изображение 2

Исследование земной поверхности с помощью сейсмических волн

Самый мощный метод, используемый в настоящее время для исследования мантии, — это мониторинг сейсмических волн от землетрясений по всему миру. Два разных типа сейсмических волн: P-волны (похожие на звуковые волны) и S-волны (похожие на волны в вибрирующей струне) реагируют на физические свойства горных пород, через которые они проходят. Эти волны отражаются от некоторых типов поверхностей и преломляются (изгибаются), когда попадают на другие типы поверхностей. Этот эффект используется для картирования недр Земли.

Отбор проб лабораторного покрытия

Минералы и горные породы изменяются под высоким давлением. Например, распространенный в мантии минерал оливин переходит в различные кристаллические формы на глубине около 410 км и снова на глубине 660 км.

Ученые изучают поведение минералов в условиях мантии двумя методами: компьютерными моделями, основанными на геофизических уравнениях, и лабораторными экспериментами. Поэтому современные исследования мантии проводятся сейсмологами, программистами и лабораторными исследователями, которые теперь могут воссоздать условия в любой точке мантии, используя лабораторное оборудование высокого давления, такое как ячейки с алмазными наковальнями.

Увлекательные факты о мантии Земли Изображение 3

Слои мантии и внутренние границы

Столетие исследований помогло нам заполнить некоторые пробелы в мантии. Мантия имеет три основных слоя. Верхняя мантия простирается от основания коры (Мохо) до глубины 660 км. Переходная зона лежит между 410 и 660 км, на глубинах которой в минералах происходят основные физические изменения.

Нижняя мантия простирается от 660 км до примерно 2700 км. В этот момент сейсмические волны подвергаются настолько сильному воздействию, что большинство исследователей полагают, что породы внизу имеют разный химический состав, а не только кристаллографический. Этот спорный слой в нижней части мантии толщиной около 200 км имеет странное название «D-дабл-простое».

Изабелла Хамфри

Обновление от 5 января 2025 г.