Какви са три разлики между горната и долната мантия?

Земята е динамична планета. Той е направен от слоеве: кора, мантия и сърцевина. Самата мантия е интересна зона, с разлики между горната и долната мантия. Помага да се научи дефиницията на горната и долната мантия, заедно с техните различаващи се характеристики, за да се разбере по-добре геоложкото поведение на Земята.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Мантията е слоят от вътрешността на Земята между кората или повърхността и най-вътрешното ядро. Горната и долната мантия се различават помежду си по местоположение, температура и налягане.

Може би си спомняте как сте направили модел на Земята в началното училище от глина. Този модел би имал разрез, вероятно показващ три различни слоя: кора, мантия и сърцевина. Истинската природа на вътрешния състав на Земята обаче е по-сложна.

Най-външният, тънък слой, наречен кора, е дом на живота на Земята. Това е повърхността, по която вървите, и планините и другите пейзажи, които виждате. Колкото и обширен да изглежда този слой, кората съставлява само около 1 процент от планетата.

Мантията се намира под кората. Този регион съставлява приблизително 84 процента от Земята. Кората и частта от горната мантия се движат поради конвекция от топлина във вътрешността на Земята. Това се нарича тектоника на плочите. Това движение на тектонски плочи причинява земетресения и образува планини. Топлината се генерира от радиоактивния разпад на елементи дълбоко в Земята. С течение на времето това конвективно действие промени подреждането на континентите. Постепенното издигане и падане на материала в мантията може да породи магма чрез изригващите вулкани. Между горната мантия и ядрото лежи долната мантия.

Под долната мантия ядрото съставлява центъра на Земята и съдържа предимно желязо и никел. Най-външният му слой е течен, но най-вътрешният му слой е твърд поради невероятен натиск. Смята се, че това ядро ​​се върти по-бързо от другите слоеве на планетата. Предполага се също, че се състои главно от желязо, но новите открития разкриват странно поведение на минералите. Учените смятат, че източникът на магнитните полета на Земята възниква от конвективното действие на разтопеното външно ядро, което може да измести протичащите електрически токове.

Дефиницията на горната мантия е съвсем просто слоят точно под земната кора. Мантийният състав се състои от предимно твърди силикати. Има обаче области, които са разтопени. Следователно горната мантия се казва, че е вискозна, с твърди и пластмасови характеристики. Горната мантия, заедно с кората, включва това, което се нарича литосфера. Литосферата е с дебелина приблизително 120 мили или 200 километра. Тук съществуват тектонските плочи. Под литосферата ще откриете астеносферата. По същество литосферата се плъзга над астеносферата като поредица от тектонски плочи. Дълбочината на горната мантия варира между 403 до 660 км от 250 до 410 мили. На тази дълбочина скалата може да се втечни в магма. След това магмата се издига поради конвекция и при разпространението си образува кора на океанското дъно. Тази предимно силикатна магма съдържа и разтворен въглероден диоксид. Тази комбинация води до топене на скалите при по-ниски температури, отколкото при въглероден диоксид.

Долната дефиниция на мантията е регионът вътре в Земята, който се намира под горната мантия. На това ниво има много по-голямо налягане, отколкото в горната мантия, така че долната мантия е по-малко вискозна. Само долната мантия представлява приблизително 55 процента от обема на Земята. Долната мантия е с дълбочина приблизително 410 до 1,796 мили (или 660 до 2,891 км). Горното й течение, точно под горната мантия, съставлява преходната зона. Границата ядро-мантия се определя в най-дълбоката точка на долната мантия. Съставът на долната мантия се състои от богат на желязо перовскит, феромагнезиев силикатен минерал, който е най-разпространеният силикатен минерал на Земята. Но сега учените смятат, че перовскитът съществува в различни състояния в зависимост от температурите и налягането в долната мантия. Долната мантия изпитва изключителен натиск, който влияе върху поведението на минералите. Например една фаза на перовскит няма да има желязо, а друга възможна фаза ще бъде богата на желязо и ще има шестоъгълна структура. Това се нарича Н-фаза перовскит. Учените продължават да изследват евентуално екзотични, нови минерали дълбоко в долната мантия. Очевидно този регион обещава интригуващи нови открития за години напред.

Науката за сеизмология помага за разбирането на вътрешната структура на Земята. Данните от сеизмологията могат да предоставят данни за дълбочината, налягането и температурата на мантията и промените в минералите, произтичащи от тях. Учените могат да изучават характеристиките на мантията чрез скоростта на сеизмичните вълни след земетресения. Тези вълни се движат по-бързо в по-плътен материал, където има по-голяма дълбочина и натиск. Те могат да изучават промените в еластичните качества на мантията на граници, наречени сеизмични прекъсвания. Сеизмичните прекъсвания представляват внезапни скокове в скоростта на сеизмичните вълни през граница. Там, където в мантията може да се намери перовскит, има сеизмично прекъсване, разделящо долната мантия от горната. С тези различни методи, както и лабораторни експерименти и симулации, е възможно да се сравняват и контрастират двата горни слоя на мантията. Има три различни разлики между горната и долната мантия.

Първата разлика между горната и долната мантия е тяхното местоположение. Горната мантия приляга към кората, за да образува литосферата, докато долната мантия никога не влиза в контакт с кората. Всъщност е установено, че горната мантия съдържа сълзи в определени области, като индийската тектонична плоча, чийто сблъсък с азиатската тектонична плоча е причинил много опустошителни земетресения. Тези разкъсвания се появяват на множество места в горната мантия. Областите на кората над тези сълзи са изложени на по-голяма топлина от мантията, отколкото други области, а в тези райони с по-топла кора земетресенията не са толкова разпространени. Доказателствата от изследването сочат, че кората и горната мантия в Южен Тибет са силно свързани. Информация като тази може да помогне при оценката на риска от земетресение.

Температурата е една от разликите между двата горни слоя на мантията. Температурите на горната мантия варират от 932 до 1652 градуса по Фаренхайт (или от 500 до 900 градуса по Целзий). За разлика от това, долната температура на мантията достига над 7 230 градуса по Фаренхайт или 4000 градуса по Целзий.

Налягането е една голяма разлика между горната и долната мантия. Вискозитетът на горната мантия е по-голям от вискозитета на долната мантия. Това е така, защото има по-малко налягане в горната мантия. Налягането на долната мантия е далеч по-голямо. Всъщност налягането в долната мантия варира от 237 000 пъти атмосферно налягане до 1,3 милиона пъти атмосферно налягане! Докато температурата е значително по-висока в долната мантия и може да разтопи скали, по-голямото налягане предотвратява значително топене.

Важно е да се изучат характеристиките на земните слоеве, за да се разбере по-добре как тяхното взаимодействие влияе върху живота на повърхността. По-доброто познаване на горната и долната мантия може да помогне за риск от земетресение. Геолозите могат да научат повече за вискозитета на топящите се скали и техните характеристики при нарастващо налягане и дълбочина. Разбирането на слоевете на Земята също помага да се определи как се е формирала Земята. Докато хората все още не могат да преодолеят дълбочините на Земята по начина, по който могат да преодолеят моретата и космоса, учените позволяват да се предскажат екзотичните качества на горната и долната мантия.