Толщина мантии земли
Планета, на которой мы живем, третья от Солнца, с естественным спутником – Луной.
Наша планета характеризуется слоевой структурой. Она состоит из твёрдой силикатной оболочки – земной коры, мантии и металлического ядра, внутри твердого, снаружи жидкого.
Граничная зона (поверхность Мохо) отделяет кору Земли от мантии. Она получила свое название в честь югославского сейсмолога А. Мохоровичича, который, изучая балканские землетрясения, установил наличие данного разграничения. Эта зона носит название нижнего рубежа коры земного шара.
Следующий пласт – мантия Земли
Давайте с ним познакомимся. Мантия Земли – это фрагмент, который располагается под корой и почти доходит до сердцевины. Иными словами, это пелена, которая укрывает «сердце» Земли. Это основная составляющая земного шара.
Она состоит из пород, в структуру которых входят силикаты железа, кальция, магния и др. Вообще, ученые полагают, что ее внутреннее содержание схоже по составу с каменными метеоритами (хондритами). В большей степени в мантию земли входят химические элементы, которые пребывают в твердом виде или в твердых химических соединениях: железо, кислород, магний, кремний, кальций, оксиды, калий, натрий и др.
Ее никогда не видел глаз человеческий, но, по мнению ученых, она занимает большую часть объема Земли, порядка 83%, масса ее — почти 70% земного шара.
А также есть предположение, что по направлению к земной сердцевине давление увеличивается, а температура доходит до своего максимума.
Вследствие этого температура мантии Земли измеряется не одной тысячей градусов. При таких обстоятельствах, казалось бы, субстанция мантии должна расплавиться или преобразоваться в газообразное состояние, но этот процесс останавливает сильнейшее давление.
Следовательно, мантия Земли находится в кристаллически-твердом состоянии. Хотя при этом накалена.
Каково же строение мантии Земли?
Геосферу можно охарактеризовать наличием трех слоев. Это верхняя мантия Земли, за ней идет астеносфера, и замыкается ряд нижней мантией.
Мантия состоит из верхней и нижней, первая простирается вширь от 800 до 900 км, вторая имеет ширину 2 тысячи километров. Общая толщина мантии Земли (обоих слоев) равняется приблизительно трем тысячам километров.
Наружный фрагмент расположен под земной корой и входит в литосферу, нижний составляют астеносфера и слой Голицина, для которого характерно увеличение скоростей сейсмических волн.
Согласно гипотезе ученых, верхняя мантия образована прочными породами, поэтому твердая. Но на отрезке от 50 до 250 километров от поверхности земной коры есть не в полной мере расплавленная прослойка – астеносфера. Вещество в этой части мантии напоминает аморфное или полурасплавленное состояние.
Этот слой имеет мягкую пластилиновую структуру, по которому перемещаются твердые слои, находящиеся выше. В связи с этой особенностью эта часть мантии имеет способность течь очень медленно, на несколько десятков миллиметров в год. Но тем не менее это весьма ощутимый процесс на фоне движения земной коры.
Процессы, протекающие внутри мантии, оказывают влияние и прямое воздействие на кору земного шара, вследствие чего происходит движение континентов, горообразование, а человечество сталкивается с такими природными явлениями, как вулканизм, землетрясения.
Литосфера
Верхушка мантии, располагающаяся на жаркой астеносфере, в тандеме с земной корой нашей планеты образует прочный корпус — литосферу. В переводе с греческого языка – камень. Она не является цельной, а состоит из литосферных плит.
Их количество – тринадцать, хотя оно не остается постоянным. Движутся они очень медленно, до шести сантиметров в год.
Их совокупные разнонаправленные движения, которые сопровождаются разломами с образованием бороздок земной коры, носят название тектонические.
Этот процесс активируется за счет постоянной миграции составляющих мантии.
Поэтому происходят вышеупомянутые подземные толчки, существуют вулканы, глубоководные впадины, хребты.
Магматизм
Данное действо можно охарактеризовать как непростой процесс. Его запуск происходит благодаря движениям магмы, имеющей отдельные очаги, расположенные в разных слоях астеносферы.
По причине этого процесса на поверхности Земли мы можем наблюдать извержение магмы. Это всем хорошо известные вулканы.
Источник: www.syl.ru
Строение мантии Земли
Существует граница, отделяющая земную поверхностную кору от мантии. Называют её границей Мохоровичича, хотя иногда сокращают до простого Мохо. Располагается она на различных глубинах, зависящих от участка земной поверхности. Так, под океанами граница Мохо находится выше всего (7-10 км), а под складчатыми поясами залегает гораздо глубже (до 70 км). Характерной особенностью границы Мохоровичича является то, что на ней наблюдается резкое увеличение сейсмических скоростей (от 7 до 8 км/с). Принято считать, что происходит это из-за изменения состава пород.
Мантия нашей планеты разделена на 2 части: верхнюю мантию и нижнюю. Друг от друга они также отделены границей, так называемым слоем Голицына. Располагает он примерно на глубине 670 км. Таким образом, становится понятно, что верхняя мантия значительно тоньше нижней.
Состав мантии Земли
Состоит мантия нашей планеты, предположительно, из так называемых ультраосновных пород, которые представлены перидотитами и перовскитами, но также в состав её входят и другие породы (эклогиты, например).
гораздо понятнее будет, если разложить эти породы на составляющие элементы. Так вот, основным химическим элементом мантии является кислород (45%), находящийся в различных соединениях с другими элементами. По большей части, с кремнием и магнием (~22% каждого). Вместе с кислородом они образуют кремнезем и оксид магния, соответственно. На два этих оксида приходится порядка 84% всего вещества мантии.
Также в этом земном слое в небольших количествах находятся железо, алюминий, кальций, натрий, калий и другие элементы. Почти все из них вступают в реакцию с кислородом, образуя оксиды.
Источник: naturae.ru
Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Поданным О.Г. Сорохтина (1994), масса мантии составляет 67,8 % от общей массы Земли. Мантия подразделяется на верхнюю (до глубины я 400—1000 км) и нижнюю (до глубины около 2900 км). Под океанами в верхней мантии выделяется слой, в котором вещество находится в частично расплавленном состоянии.[ …]
Мантия Земли по отношению к сейсмическим волнам ведет себя как твердое тело, поэтому за верхний предел температур принимается распределение температур около кривой плавления, зависящей от давления. Лабораторные данные по зависимости Тдл силикатов, составляющих мантию, от давления дают Т на границе ядро-мантия порядка 5 • 103 К (Р = 1,4106 бар).[ …]
В мантии Земли, по данным А. П. Виноградова, находится не менее 13—15 млрд. км3 химически связанной воды, т. е. примерно в 13—15 раз больше, чем в Мировом океане и на суше.[ …]
Ядро Земли — наиболее плотная центральная часть (геосфера) Земли. Его плотность составляет от 9400 кг/м3 в периферической области до 17200 кг/м3 (в два с лишним раза выше, чем у железа) в более глубоких слоях; давление достигает 140—350 ГПа (1,4-3,5 млн атм.), температура 2000-5000°С. Предполагают, что по химическому составу вещество ядра сходно с веществом мантии Земли, но находится в металлическом состоянии.[ …]
При описании Земли выделяют т.н. геосферы — концентрические оболочки планеты различной плотности и химического состава. В направлении от периферии к центру Земли различают магнитосферу, атмосферу, земную кору, мантию Земли и ядро Земли (табл. 5.1).[ …]
В пределах верхней мантии Земли, не превышающей глубину 410 км, обнаружен слой, характеризующийся своеобразным состоянием вещества, менее вязким и более пластичным, чем выше- и нижележащие слои Земли. Этот слой менее плотных «размягченных» горных пород, называемый астеносферой, рассматривается как слой относительно подвижного состояния вещества, что обусловлено его части чны м плавлением.[ …]
Литосфера — твердая оболочка Земли, толщина которой колеблется в пределах от 50 до 200 км. Суша занимает около 29% поверхности земного шара. Верхняя часть литосферы образует земную кору, толщина которой на континентах доходит до 50…75 км, под дном океанов — 5… 10 км, а нижняя — верхнюю часть мантии Земли. Граница между этими частями литосферы определяется по скачку в изменении скорости распространения продольных и поперечных упругих сейсмических волн (так называется граница Мохоровичича, или поверхность М).[ …]
Ниже, до глубины 2900 км, располагается мантия Земли. Мантия Земли разделяется на верхнюю до глубины 950 км и нижнюю до 2900 км, характеризуется более однородным строением и непрерывным (по мере углубления) возрастанием плотности вещества от 3,5 до 5,6 г/см3, а также повышением температуры. На долю мантии приходится 41% массы Земли.[ …]
ЛИТОСФЕРА — верхняя твердая оболочка Земли, постепенно переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества. Включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность Л. — 50-200 км, в том числе земной коры — до 50—70 км на континентах и 5—10 км на дне океана.[ …]
Литосфера — верхняя твердая оболочка Земли (почва), включающая земную кору и верхнюю мантию Земли. Почва обладает Рядом свойств, присущих живой и неживой природе; она образо-. сь под совместным воздействием гидросферы, атмосферы, 3 ИвЬ1х и мертвых организмов. Основными факторами почвообра-Вания являются время и климатические условия. Так, полоска СоЧвЫ толщиной 2 см в зависимости от климатических условий д ется природой в течение 200—600 лет.[ …]
Земная кора — твердая внешняя оболочка Земли толщиной до 70 км в горных областях, около 30 км под равнинами, 5—7 км под океанами. Верхняя часть земной коры — осадочный слой, он состоит из осадочных пород, средняя — «гранитный» слой (выражен только на материках), нижняя — «базальтовый» слой. Под земной корой располагается мантия (толщиной около 2900 км). Занимает 83% Земли (без атмосферы) по объему и 67% по массе. Мантия Земли состоит, видимо, преимущественно из тяжелых минералов, богатых магнием и железом. С процессами, происходящими в верхней (граничащей с земной корой) мантии Земли, тесно связаны тектонические движения, вулканизмы, горнообразование и др.[ …]
ЛИТОСФЕРА — верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.[ …]
Земная кора и верхняя (твердая) часть верхней мантии Земли составляют литосферу.[ …]
Литосфера — внешняя относительно прочная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии Земли. Поверхность Земли обладает значительной неоднородностью по высоте: от 8848 м над уровнем моря (г. Джомолунгма) до 11034 м (Марианская впадина).[ …]
По современным представлениям эффективная вязкость мантии Земли находится в пределах 1023— 1024 П [29], поэтому для возникновения в ней сквозной тепловой конвекции достаточно сверх-адиабатического перепада температуры всего в 1-10° С. При этом, правда, возникнет исключительно вялая конвекция, но ведь реальные значения АТ вполне могут достигать и нескольких десятков градусов.[ …]
| Строение литосферы и ее положение относительно мантии Земли |  |
Существует ряд сложностей при определении плотности внутри Земли по уравнению Адамса-Вильямсона. Эти трудности связаны с наличием в недрах границ разрыва, фазовых переходов и т. п. Учет этих сложностей различными способами в последние десятилетия дал возможность построить очень детальное распределение плотности в верхней мантии Земли и далее до границы мантии с ядром.[ …]
Литосфера (от греч. ШИов — камень) — верхняя твердая оболочка Земли, ограниченная сверху атмосферой и гидросферой, а снизу — астеносферой (слоем пониженной твердости, прочности и вязкости, расположенным в верхней мантии Земли). Мощность литосферы колеблется в пределах 50—200 км. Процесс преобразования литосферы живыми организмами, начавшийся около 450 млн лет назад, привел к образованию почвы, ее мощность достигает 2-3 м.[ …]
Как показали О.Сорохтин и С.Ушаков [121], на планетной стадии развития Земли действовал эффективный механизм химико-плотностной дифференциации земного вещества. Детальное же изучение энергетического баланса Земли привело этих исследователей к заключению, что и сегодня этот процесс не только продолжает действовать, но является наиболее мощным из всех других эндогенных энергетических процессов. Более того, благодаря действию механизма гравитационной дифференциации земного вещества в мантии Земли возникает и развивается интенсивная конвекция, приводящая к перемешиванию ее вещества и дрейфу литосферных плит на поверхности Земли.[ …]
Литосфера (от лат. «лито» — и «сфера») — внешняя верхняя оболочка планеты Земля — «земная кора», часть верхней мантии Земли. Толщина ее составляет от 50 до 75 км.[ …]
ЮВЕНИЛЬНЫЕ ВОДЫ — подземные воды, поступающие в подземную гидросферу из глубин Земли, где они образуются в результате дегазации вещества мантии Земли (ср. вадозные воды).[ …]
Через рифтовые долины на дно океана из мантии Земли периодически изливаются раскаленные массы магматического расплава. Лава растекается, твердеет и образует тонкую океаническую кору. Новые порции лавы как бы раздвигают старую кору, заставляя ее перемещаться от срединных хребтов в горизонтальном направлении со скоростью нескольких сантиметров в год. Спустя миллионы лет эти участки уходят в глубокие желоба, обнаруженные под водой у краев континентов. Океаническое дно, двигаясь наподобие гигантского конвейера, постоянно обновляется, а материки, впаянные в океаническую кору, дрейфуют вместе с ней [191.[ …]
АСТЕНОСФЕРА [от гр. asthenos — слабый и sphaire — шар] — слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли. Расположена под континентами на глубине ок. 100 км, под океанами — ок. 50 км. А. — основной источник магмы; в ней происходят процессы, обуславливающие геодинамику литосферы (горизонтальное перемещение литосферных плит, или т. н. дрейф континентов).[ …]
ВУЛКАНЙЧЕСКИЙ ОЧАГ -изолированная камера или резервуар магмы в земной коре и верхней мантии Земли, откуда происходит питание вулкана. Глубинные В. о. располагаются в 5—70 км от поверхности земли (напр., у вулкана Ключевская сопка на Камчатке и др).[ …]
Твердая земная кора ограничена сверху атмосферой и гидросферой, а снизу поверхностью мантии Земли. Ее средняя мощность достигает 33 км. Масса коры составляет 0,8% общей массы Земли, а ее плотность изменяется в пределах 2,7—2,9 г/см3. Кора сложена твердыми горными породами.[ …]
Достаточно детально сейсмическими и другими геофизическими методами изучена верхняя мантия Земли. Эта часть Земли наиболее доступна для геофизического изучения и наиболее важна для жизни человечества. Верхняя мантия простирается от границы Мохо до глубины 400 км. В состав верхней мантии входит нижняя часть литосферы и верхняя часть астеносферы. Литосфера представляет собой каменную (твердую и прочную) верхнюю оболочку Земли. Ее толщина меняется от 50 до 150 км в разных регионах Земли, следовательно, литосфера включает земную кору и часть верхней мантии, в которой мантийное вещество настолько остыло, что превратилось в горную породу.[ …]
БАЗАЛЬТОВЫЙ СЛОЙ —■ нижний слой земной коры, расположенный между гранитным слоем и верхней мантией Земли.[ …]
Астеносфера (от греч. ав епеБ — слабый и сфера), слой пониженной твердости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Расположен на глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под дном океана; нижняя его граница находится на глубинах 250 — 350 км. Не исключена прерывистость слоя. Вязкость вещества астеносферы 1019—1023 пз, ниже и выше границ астеносферы они не менее 1023 пз. Предполагается, что в пределах астеносферы, в связи с низким пределом текучести, происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры. Наличие астеносферы объясняется высоким геотермическим градиентом, высокой температурой вещества астеносферы, близкой к температуре плавления, и процессами релаксации. В пределах астеносферы лежат обычно очаги питания вулканов и осуществляется перемещение подкорковых масс, которые сопровождаются изменением формы залегания, объема, внутренней структуры и взаимного расположения тел горных пород. Эти изменения происходят под действием глубинных сил Земли, порождающие в земной коре условия местного направленного или всестороннего растяжения, сжатия или сдвига, так называемые тектонические процессы.[ …]
Некоторое превышение приходной части бюджета над расходной связано с продолжающейся дегазацией верхней мантии Земли, а также с постепенным выветриванием горных пород. К этим естественным причинам следует добавить также увеличение эолового (ветрового) выноса и дополнительного поступления с речным стоком минеральных компонентов вследствие антропогенного опустынивания, сведения лесов на огромных территориях и эрозии почв.[ …]
В работе [1] была развита теория подобия для конвекции вязкой жидкости, результаты которой в применении к верхней мантии Земли согласовывалась с данными численных экспериментов [2] по моделированию в ней конвекции, приводящей к движению литосферных плит — дрейфу континентов. Теория подобия [1] справедлива, строго говоря, для чисел Рейнольдса Ие <С 1. В то же время в [3] было подмечено, что некоторые ее выводы применимы и при 1 е 100, в частности для течений во вращающихся кольцевых сосудах с неравномерным подогревом боковых стенок, где моделируется общая циркуляция атмосферы.[ ...]
Оказалось, что система уравнений В. Я. и С. Я. Сер-гиных так же, как и уравнения В. А. Костицына, допускает периодические решения. Заметим, что упругие свойства мантии Земли ими не учитывались. Колебательный характер оледенений вызывался механизмом другого типа.[ …]
С середины 1970-х гг. Голицын занялся разработкой теории конвекции, в том числе с учетом вращения. Эта тематика имеет приложения ко многим природным объектам: к мантии Земли и ее жидкому ядру, атмосферам планет и звезд, к океану. Для всех этих объектов получены простые формулы, объясняющие данные наблюдений или результаты численного моделирования. Им развита теория и организован цикл экспериментальных работ по конвекции вращающейся жидкости. На этой основе объяснены сила ветров и размеры тропических и полярных ураганов.[ …]
Земная кора имеет среднюю толщину (мощность) 33 км и состоит из твердых каменных масс (минералов и горных пород). По своему составу и мощности она неодинакова в различных ее частях. Раздел между корой и ниже расположенной мантией Земли был установлен югославским ученым А. Мохоровичем и назван по его имени (раздел Мохоровича). Ниже этого раздела (границы) плотность вещества увеличивается до 3,3 г/см3.[ …]
Разрыв сплошных горных пород, вызывающий землетрясение, наступает в результате накопления упругих деформаций выше предела, который может выдержать горная порода. Деформации возникают при относительных перемещениях соседних блоков в коре или мантии Земли. Относительные перемещения блоков не происходят внезапно, в момент разрыва, а нарастают постепенно в течение более или менее длительного времени. Движение в момент землетрясения состоит только лишь из упругой отдачи — резкого смещения сторон разрыва в положение, в котором отсутствуют упругие деформации. Это движение заметно на расстоянии в нескольких километрах от разрыва. Сейсмические волны возникают на поверхности разрыва. Площадь поверхности, с которой они излучаются, сначала очень мала, но затем быстро увеличивается и становится большой. Скорость ее распространения не превосходит скоростей поверхностных волн. Энергия, освобожденная во время землетрясений, до землетрясения была энергией упругой деформации горных пород.[ …]
Область биосферы постоянно расширяется; этому способствует научно-технический прогресс, в частности применение самолетов, ракет, космических кораблей, а также проникновение человека в земные недра, например бурение глубинных скважин вплоть до мантии Земли. Теперь биосфера включает в себя верхнюю часть твердой земной оболочки — литосферы, всю гидросферу и атмосферу вплоть до стратосферы.[ …]
В 1970-80-х гг. были установлены теоретически и проверены экспериментально выражения для характерных масштабов конвекции в вязком и развитом турбулентном режимах в отсутствие и при наличии вращения [7-9]. Это позволило объяснить скорости конвективных движений в мантии Земли и в ее жидком ядре, скорости глубокой конвекции в океане и ряд астрофизических явлений на быстро вращающихся пульсарах [10].[ …]
Твердым основанием ПТК является их литогенная основа. Под литогенной основой ПТК Н.А.Солнцев предложил понимать земную кору, которая развивается относительно независимо как единое природное тело. Земная кора обладает свойствами твердого тела и отделяется от верхней мантии Земли поверхностью Мохоровичича, или поверхностью Мохо. Верхняя мантия, в отличие от земной коры, обладает вязкостью, пластичностью и текучестью. Земная кора как бы погружена в мантию и плавает на ней.[ …]
Остаются три возможности, подлежащие тщательному исследованию: а) токи могут распространяться в хорошо проводящей массе океанических вод [16—18]; б) токи могут распространяться в хорошо проводящих массах воздуха ионосферы [21]; в) токи могут распространяться в проводящих массах под мантией Земли [10].[ …]
В § 2 уже говорилось о значительных изменениях элементов геомагнитного поля, происходящих на наших глазах: об относительно быстрых изменениях угла склонения D; в § 3 отмечалось, что за одно лишь столетие потенциал главного диполя (Симонова — Гаусса) уменьшился почти на 7%. Совершенно очевидно, что подобные явления нельзя относить за счет каких-либо геологических изменений в твердом теле Земли. Эти явления «молниеносны» в геологических масштабах времени. Значит, надо искать причину этих явлений в каких-то токах, идущих, вероятней всего, в подвижных частях планеты — в атмосфере, в океане и в расплавленном веществе под мантией Земли. Карта рис. 637 особенно настойчиво подчеркивает такое предположение. Она заставляет думать, что дополнительное магнитное поле, налагающееся на умовско-лебедевское, органически связано с распределением океанов на нашей планете.[ …]
К числу процессов, приводящих к генерации тепла в недрах, относятся эндогенные (радиоактивный распад элементов, превращение механической энергии тектонических движений в тепловую, различного рода экзотермические реакции и др.) и экзогенные (солнечная и космическая радиация). Теоретические и экспериментальные исследования свидетельствуют о преимущественно эндогенном источнике тепловой энергии Земли в результате распада радиоактивных элементов. Под действием радиоактивного распада 2—3 млрд. лет назад на глубине 150—600 км в зависимости от исходных термических параметров (коэффициент теплопроводности, генерация теплового потока и т. д.) в мантии Земли была сформирована расплавленная зона. Дальнейшая эволюция расплавленного слоя привела к формированию современного геотермического поля земной коры.[ …]
Характерную особенность имеет недипольная часть главного поля: она дрейфует с течением времени на запад. Явление западного дрейфа было замечено еще в XVII в., однако только в середине XX столетия удалось установить скорость дрейфа. Разные элементы геомагнитного поля дрейфуют с несколько различными скоростями, в среднем скорость западного дрейфа равна 0,2° в год. Это означает, что полный оборот недипольно-го поля вокруг оси вращения Земли может произойти за 1800 лет. Предполагается, что физическим механизмом западного дрейфа является более высокая угловая скорость вращения мантии Земли по сравнению с внешним ядром.[ …]
Высоты геоида пропорциональны амплитудам гравитационных аномалий. Интересно то, что аномалии не связаны с топографическими особенностями поверхности (горы, впадины и т.п.), кстати последние и не описываются поверхностью геоида. Из этого следует важнейший вывод: континентальные области изостатически скомпенсированы, т. е. материки как бы плавают в подкоровом субстрате, словно гигантские айсберги в полярных морях. Аномалии силы тяжести вызваны различными флуктуациями плотности в коре и мантии Земли.[ …]
Древнейшими элементами структуры континентальной коры являются древние платформы — обширные, тектонически мало подвижные массивы. Платформы разделяются и окаймляются тектонически активными геосинклинальными областями, характеризующимися большой амплитудой вертикальных движений и высокой сейсмичностью. Протяженность геосинклинальных областей составляет десятки тысяч, а ширина — сотни и даже тысячи километров. Таким образом, к геосинклинальным областям относится достаточно большая часть поверхности современных континентов (около 10 % площади земного шара), а сами они включают разломы (рис. 1.11), часто рассекающие всю толщу коры и проникающие в верхнюю мантию Земли. Такие разломы служат каналами для восходящих гидротермальных растворов и глубинных газов.[ …]
Подземные воды характеризуются сложными условиями формирования газового состава. Спектр газов в подземных водах исключительно широк: углеводородные газы, диоксид углерода, сероводород, азот, кислород, аргон, гелий и другие газы. Условия их образования очень разнообразны: химические реакции, воздействие на горную породу высоких температуры и давления, радиоактивный распад, биохимическое превращение вещества и т. д. Большинство углеводородных газов подземных вод образовалось в результате деструкции захороненного ОВ пород. В процессе деструкции ОВ генерируются и неуглеводородные газы (диоксид углерода, сероводород, азот, водород), которые могут образоваться и при минеральных превращениях в процессе лито-и метагенеза, а также в результате различных процессов дегазации верхней мантии Земли. Благородные газы, по-видимому, генетически более однородны, будучи продуктом распада радиоактивных элементов в земной коре и верхней мантии.[ …]
А.Вегенер [13] выдвинул предположение, что в конце палеозоя — начале мезозоя, около 200 млн лет назад все материки были сгруппированы в единый гигантский континент, который он назвал Пангеей. Этот суперконтинент состоял из двух крупных частей: северной — Лавразии, объединявшей нынешнюю Европу, Азию (без Индии) и Северную Америку, й южной — Гондваны, включавшей в себя Южную Америку, Африку, Антарктиду, Индостан и Австралию. Между юго-восточной границей Лавразии и северо-восточной — Гондваны в виде огромного залива находилась впадина океана Тетис. Первоначально гипотеза А.Вегенера основывалась на поразительном сходстве в очертании берегов Африки и Южной Америки. Однако в дальнейшем, отстаивая свою концепцию дрейфа материков, ученый черпал новые факты для ее подтверждения, в палеонтологии, палеоклиматологии, геологии, минералогии. Благодаря своей простоте и наглядности, предложенная А.Вегенером гипотеза дрейфа континентов дала мощный импульс развитию идей мобилизма. Однако в то время А.Вегенер не смог указать силы, ответственные за передвижение континентов и обладающие достаточной энергией для образования обширных горных систем. Позднее голландский геофизик Ф.Венинг-Мейнес предположил наличие конвективных течений в мантии Земли, а англичанин А.Холмс и американец Д. Григе связали их с дрейфом материков. И все же в те годы еще не было достаточно убедительных доказательств гипотезы А.Вегенера, поэтому большинство геологов относились к ней скептически.[ …]
Источник: ru-ecology.info
Структура Земли
Земля имеет тот же состав элементов, что и Солнце и другие планеты (не учитывая водород и гелий, которые улетучились из-за гравитации Земли). Не беря во внимание железо в ядре, мы можем подсчитать, что мантия представляет собой смесь магния, кремния, железа и кислорода, что примерно соответствует по составу минералам.
Но именно то, что смесь минералов присутствует на заданной глубине является сложным вопросом, который не достаточно обоснован. Мы можем получает образцы из мантии, куски пород, поднятые при определенных вулканических извержениях, с глубины около 300 километров, а иногда и гораздо глубже. Они показывают, что самая верхняя часть мантии состоит из перидотита и эклогита. Самое интересное, что мы получаем от мантии — это бриллианты.
Деятельность в мантии
Верхнюю часть мантии медленно перемешивают движения плит, проходящих над ней. Это вызвано двумя видами деятельности. Во-первых, происходит движение подвижных плит вниз, которые скользят друг под другом. Во-вторых, происходит восходящее движение мантийной породы, когда две тектонические плиты расходятся и раздвигаются. Тем не менее, все эти действие не полностью смешивает верхний слой мантии, и геохимики считают верхнюю мантию каменной версией мраморного пирога.
Мировые модели вулканизма отражают действие тектоники плит, за исключением нескольких областей планеты, называемых горячими точками. Горячие точки могут служить ключом к подъему и опусканию материалов гораздо глубже в мантии, возможно, с самого ее основания. В наши дни идет энергичная научная дискуссия о горячих точках планеты.
Изучение мантии с помощью сейсмических волн
Наш самый мощный метод изучения мантии — это мониторинг сейсмических волн от землетрясений в мире. Два разных вида сейсмичесих волн: волны P (аналогичные звуковым волнам) и волны S (например, волны от встряхиваемой веревки) отвечают физическим свойствам породы, через которую они проходят. Сейсмические волны отражают некоторые типы поверхностей и преломляют (изгибают) другие типы поверхностей, когда наносят по ним удар. Ученые используют эти эффекты для определения внутренних поверхностей Земли.
Наши инструменты достаточно хороши, чтобы рассматривать мантию Земли так, как врачи делают ультразвуковые снимки своих пациентов. После столетия сбора данных о землетрясениях мы можем сделать несколько впечатляющих карт мантии.
Моделирование мантии в лаборатории
Минералы и породы меняются под высоким давлением. Например, общий мантийный минерал — оливин преобразовывается в различные кристаллические формы на глубинах около 410 километров и снова на 660 километрах.
Изучение поведения минералов в условиях мантии происходит двумя способами: компьютерное моделирование, основанное на уравнениях физики минералов и лабораторных экспериментах. Таким образом, современные исследования мантии проводятся сейсмологами, программистами и лабораторными исследователями, которые теперь могут воспроизводить условия в любом месте мантии с помощью лабораторного оборудования под высоким давлением, такого как ячейка с алмазной наковальней.
Слои мантии и внутренние границы
Столетие исследований позволило заполнить некоторые пробелы в знаниях о мантии. Она имеет три основных слоя. Верхняя мантия простирается от основания коры (Мохоровичича) до глубины 660 километров. Переходная зона расположена между 410 и 660 километрами, где происходят значительные физические изменения минералов.
Нижняя мантия простирается от 660 до примерно 2700 километров. Здесь сейсмические волны сильно приглушены, и большинство исследователей считают, что породы под ними различны по химическому составу, а не только по кристаллографии. И последний спорный слой на дне мантии имеет толщину около 200 километров и является границей между ядром и мантией.
Почему мантия Земли особенная
Поскольку мантия является основной частью Земли, ее история имеет фундаментальное значение для геологии. Мантия сформировалась во время рождения Земли, как океан жидкой магмы на железном ядре. Поскольку она затвердевала, элементы, которые не вписывались в основные минералы, собрались в виде накипи на вершине коры. Затем, мантия начала медленную циркуляцию, которую продолжает последние 4 миллиарда лет. Верхняя часть мантии начала охлаждаться, потому что она перемешивалась и гидратировалась тектоническими движениями поверхностных плит.
В то же время мы многое узнали о структуре других планет земной группы (Меркурия, Венеры и Марса). По сравнению с ними, у Земли есть активная смазанная мантия, которая является особенной благодаря тому же элементу, который отличает ее поверхность: воде.
Понравилась статья? Поделись с друзьями:
Источник: NatWorld.info
- Подробности
- Вы в разделе: Земля в цифрах
Где граница мантии Земли? Какова ее плотность? Давление? Каков химический состав? Какова температура в ее недрах?
Вся мантия Земли в цифрах в этой статье.
Мантия простирается от границы с земной корой (на глубине 5—70 километров) до границы с ядром на глубине около 2900 км.
Границей между корой и мантией служит граница Мохоровичича или, сокращённо, Мохо. На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей — от 7 до 8—8,2 км/с.
- На долю мантии приходится около 67% общей массы планеты и около 83% её объёма (без учёта атмосферы).
- Скорости продольных волн (Vp) в мантии Земли возрастают в среднем от 8,0 км/сек (7,8—8,5) до ~13,6 км/сек на внешней границе ядра; скорости поперечных волн(to) — соответственно от 4,4 до 7,3 км/сек.
- Вертикальное распределение плотности (ρ) мантии Земли по расчетам (в предположении непрерывности изменения и горизонтальной однородности слоев) изменяется от ·3,3—3,5 г/см3 под земной корой до 5,6— 5,9 г/см3 на внешней границе ядра.
- Вычисленные значения силы тяжести (g) для мантии Земли позволяют считать их практически неизменными — g ≈ const и 1000 см/сек2.
- Распределение давления (р) под земной корой около 1,3—1,4 млн атм., причем под океанами давление значительно меньше, чем под континентальной корой.
- О распределениях электропроводности (σ) мантии Земли достоверно известно лишь быстрое ее возрастание на глубинах n·102 км от 10-15—10-13 CGSM в верхней мантии до 10-8— 1010 CGSM в нижней. Характер ее изменения неизвестен.
- Распределения температур в мантии наиболее неопределенны. Результаты зависят от многих теоретических допущений и неизвестных величин. Разными авторами температура у подошвы мантии оценивается цифрами 1500—10 000°С; в предположении среднего постоянного температурного градиента 0,6 град/км — 3000°С. По-видимому, температура поверхности мантии Земли близка к интервалу температур плавления.
- В настоящее время наиболее распространено разделение мантии Земли на 3 области: область В — верхняя мантия земли (от 35 до 500 км); область С — средняя мантия Земли, иногда—“промежуточный”, или “переходный”, слой (300—950 км); область Д = ДI + ДII — нижняя мантия Земли (950—2900 км). Иногда понятием “верхняя мантия” объединяются области В + С и средняя мантия не выделяется (Магницкий, Белоусов, Деменицкая и др.).
Химический состав мантии:
Избранные мировые новости.
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
Уважаемые посетители! Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно Вашему желанию.
Источник: wonderful-planet.ru