Górny płaszcz Ziemi: skład, temperatura, ciekawe fakty

Płaszcz Ziemi jest częścią położonej geosferymiędzy rdzeniem a rdzeniem. Zawiera dużą część całkowitej materii planety. Badanie płaszcza jest ważne nie tylko z punktu widzenia zrozumienia wewnętrznej struktury Ziemi. Może rzucić światło na tworzenie się planety, dać dostęp do rzadkich związków i skał, pomóc w zrozumieniu mechanizmu trzęsień ziemi i ruchu płyt litosferycznych. Jednak nie jest łatwo uzyskać informacje na temat składu i cech płaszcza. Do tej pory ludzie nie wiedzą, jak wywiercić studnie. Płaszcz Ziemi jest obecnie przeważnie badany za pomocą fal sejsmicznych. A także poprzez modelowanie w laboratorium.

Struktura Ziemi: płaszcz, jądro i kora

Zgodnie z nowoczesnymi pomysłami, wewnętrznymiStruktura naszej planety jest podzielona na kilka warstw. Górna to skorupa, a następnie płaszcz i jądro Ziemi. Kora jest twardą skorupą, podzieloną na oceaniczną i kontynentalną. Płaszcz Ziemi jest oddzielony od niego tak zwaną granicą Mohorovicic (nazwaną od chorwackiego sejsmologa, który ustalił jej lokalizację), która charakteryzuje się gwałtownym wzrostem prędkości sejsmicznych fal podłużnych.

Płaszcz stanowi około 67% masy planety. Według współczesnych danych można go podzielić na dwie warstwy: górną i dolną. W pierwszej wyróżnia się warstwę Golicyna lub środkowy płaszcz, który jest strefą przejściową od górnej do dolnej. Ogólnie płaszcz ciągnie się na głębokość od 30 do 2900 km.

Rdzeń planety, według współczesnościnaukowcy, składa się głównie ze stopów żelaza i niklu. Jest on również podzielony na dwie części. Wewnętrzny rdzeń jest solidny, jego promień szacowany jest na 1300 km. Zewnętrzny - ciecz, ma promień 2200 km. Pomiędzy tymi częściami wyróżnia się strefę przejściową.

Litosfera

Kora i górny płaszcz Ziemi są zjednoczone przez tę koncepcję"Litosfera". Jest to twarda skorupa o stabilnych i mobilnych obszarach. Solidna skorupa planety składa się z litosferycznych płytek, które mają przemieszczać się wzdłuż astenosfery - dość plastycznej warstwy, prawdopodobnie lepkiej i mocno nagrzanej cieczy. Jest częścią górnego płaszcza. Należy zauważyć, że istnienie astenosfery jako ciągłej powłoki lepkiej nie jest potwierdzone przez badania sejsmologiczne. Badanie struktury planety umożliwia odróżnienie kilku podobnych warstw położonych pionowo. W kierunku poziomym astenosfera jest stale przerywana.

Metody badania płaszcza

Warstwy leżące poniżej kory są niedostępnestudium. Ogromna głębokość, stały wzrost temperatury i wzrost gęstości są poważnym problemem dla uzyskania informacji o składzie płaszcza i jądra. Jednak wciąż można sobie wyobrazić strukturę planety. Dane geofizyczne stają się głównymi źródłami informacji w badaniu płaszcza. Szybkość propagacji fal sejsmicznych, cechy przewodnictwa elektrycznego i grawitacji pozwalają naukowcom na przyjęcie założeń dotyczących składu i innych cech warstw leżących u podstaw.

Ponadto uzyskuje się pewne informacjeze skał magmowych i fragmentów skał płaszcza. Te ostatnie zawierają diamenty, które mogą wiele powiedzieć o nawet niższym płaszczu. Skały opończy znajdują się również w skorupie ziemskiej. Ich badanie pomaga zrozumieć skład płaszcza. Nie zastępują jednak próbek otrzymanych bezpośrednio z głębokich warstw, ponieważ w wyniku różnych procesów zachodzących w skorupie ich skład różni się od płaszcza.

Płaszcz Ziemi: kompozycja

Innym źródłem informacji jest toto płaszcz, - meteoryty. Według współczesnych idei chondryty (najczęstsza grupa meteorytów na planecie) są bliskie składowi do płaszcza Ziemi.

Zakłada się, że zawiera elementy,które były w stanie stałym lub weszły w stały związek podczas formowania się planety. Należą do nich krzem, żelazo, magnez, tlen i niektóre inne. W płaszczu łączą się z krzemionką tworząc krzemiany. W górnej warstwie znajdują się krzemiany magnezu, ilość krzemianu żelaza rośnie wraz z głębokością. W dolnym płaszczu związki te rozkładają się w tlenki (SiO₂MgO, FeO).

Szczególnie interesujące dla naukowców są skały, które nie występują w skorupie ziemskiej. Zakłada się, że istnieje wiele takich związków w płaszczu grospidytów, węglatów i tak dalej.

Warstwy

Przyjrzyjmy się dokładniej zakresowi warstwpłaszcz. Zdaniem naukowców, te wyższe zajmują zasięg około 30 do 400 km od powierzchni Ziemi. Ponadto istnieje strefa przejściowa, która rozciąga się dalej na 250 km. Kolejna warstwa jest dolna. Jego granica znajduje się na głębokości około 2900 km i jest w kontakcie z zewnętrznym jądrem planety.

Ciśnienie i temperatura

Z wyprzedzeniem do wnętrza planety,temperatura. Płaszcz Ziemi znajduje się pod wpływem bardzo wysokiego ciśnienia. W strefie astenosfery wpływ temperatury przeważa, więc tutaj substancja jest w tak zwanym stanie amorficznym lub półstopniowym. Głębiej pod działaniem ciśnienia staje się trudny.

Badania płaszcza i granicy Mohorovicica

Płaszcz Ziemi już nie wystarcza naukowcomdługi czas. W laboratoriach nad skałami, prawdopodobnie zawartych w kompozycji górnej i dolnej warstwy, przeprowadza się eksperymenty w celu zrozumienia składu i charakterystyki płaszcza. Japońscy naukowcy odkryli, że dolna warstwa zawiera dużą ilość krzemu. Górny płaszcz zawiera rezerwy wody. Pochodzi ze skorupy ziemskiej, a także przenika stąd na powierzchnię.

Szczególnie interesująca jest powierzchniaMokhorovicic, którego natura nie jest w pełni zrozumiała. Badania sejsmologiczne sugerują, że na poziomie 410 km pod powierzchnią następuje zmiana metamorficzna skał (stają się one gęstsze), co przejawia się gwałtownym wzrostem prędkości przenoszenia fal. Zakłada się, że skały bazaltowe w rejonie granicy Mohorovicic są przekształcane w eclogit. W tym przypadku gęstość płaszcza wzrasta o około 30%. Istnieje inna wersja, zgodnie z którą przyczyną zmiany prędkości fal sejsmicznych jest zmiana składu skał.

Tikyu Hakken

W 2005 roku Japonia zbudowała specjalnywyposażony statek Chikyu. Jego misją jest zrobienie rekordowej głębokiej dziury na dnie Oceanu Spokojnego. Naukowcy spodziewają się pobrać próbki skał górnego płaszcza i granice Mohorovicicia, aby uzyskać odpowiedzi na wiele pytań związanych ze strukturą planety. Projekt zaplanowano na 2020 rok.

Należy zauważyć, że naukowcy nie odwrócili sięto do podglebia oceanicznego. Według badań grubość skorupy na dnie mórz jest znacznie mniejsza niż na kontynentach. Różnica jest znacząca: pod kolumną wody w oceanie do magmy konieczne jest pokonanie w niektórych obszarach tylko 5 km, podczas gdy na lądzie liczba ta wzrasta do 30 km.

Teraz statek już działa: pobrano próbki głębokich pokładów węgla. Realizacja głównego celu projektu pozwoli zrozumieć, w jaki sposób uporządkowany jest płaszcz Ziemi, jakie substancje i pierwiastki tworzą jego strefę przejściową, a także określić dolną granicę rozprzestrzeniania się życia na planecie.

Nasza idea budowy Ziemi jest tak dalekoniekompletne. Powód tego - złożoność przenikania do wnętrza. Postęp techniczny nie stoi jednak w miejscu. Osiągnięcia nauki sugerują, że w niezbyt odległej przyszłości dowiemy się znacznie więcej o cechach płaszcza.