Jaké jsou tři rozdíly mezi horním a dolním pláštěm?

Země je dynamická planeta. Je vyroben z vrstev: kůry, pláště a jádra. Samotný plášť je zajímavou zónou s rozdíly mezi horním a spodním pláštěm. Pomáhá naučit se horní plášť a definici spodního pláště spolu s jejich odlišnými charakteristikami, abychom lépe porozuměli geologickému chování Země.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Plášť je vrstva vnitřku Země mezi kůrou nebo povrchem a nejvnitřnějším jádrem. Horní a dolní plášť se od sebe liší umístěním, teplotou a tlakem.

Možná si pamatujete, že jste na základní škole vyrobili model Země z hlíny. Ten model by měl výřez, pravděpodobně ukazující tři odlišné vrstvy: kůru, plášť a jádro. Skutečná povaha vnitřního složení Země je však složitější.

Nejvzdálenější tenká vrstva zvaná kůra je domovem života na Zemi. Je to povrch, po kterém chodíte, a hory a další krajiny, které vidíte. Jakkoli se tato vrstva může zdát, kůra tvoří pouze asi 1 procento planety.

Plášť spočívá pod kůrou. Tato oblast tvoří zhruba 84 procent Země. Kůra a část horního pláště se pohybují v důsledku konvekce z tepla ve vnitřku Země. Tomu se říká desková tektonika. Tento pohyb tektonických desek způsobuje zemětřesení a formuje hory. Teplo je generováno z radioaktivního rozpadu prvků hluboko uvnitř Země. Postupem času tato konvektivní akce změnila uspořádání kontinentů. Postupné stoupání a klesání materiálu v plášti může vyvolat magma výbuchem sopek. Mezi horním pláštěm a jádrem leží spodní plášť.

Pod spodním pláštěm tvoří jádro střed Země a obsahuje převážně železo a nikl. Jeho vnější vrstva je kapalná, ale její nejvnitřnější vrstva je pevná díky neuvěřitelnému tlaku. Předpokládá se, že se toto jádro otáčí rychleji než jiné vrstvy planety. Rovněž se předpokládá, že se skládá hlavně ze železa, ale nové objevy odhalují podivné chování minerálů. Vědci se domnívají, že zdroj magnetických polí Země pochází z konvekčního působení roztaveného vnějšího jádra, které by mohlo vytlačit protékající elektrické proudy.

Definice horního pláště je jednoduše vrstva těsně pod zemskou kůrou. Složení pláště se skládá převážně z pevných silikátů. Existují však oblasti, které jsou roztavené. Horní plášť je proto považován za viskózní, s pevnými i plastickými vlastnostmi. Horní plášť spolu s kůrou zahrnuje takzvanou litosféru. Litosféra má tloušťku přibližně 120 mil nebo 200 kilometrů. To je místo, kde existují tektonické desky. Pod litosférou najdete astenosféru. Litosféra v podstatě klouže po astenosféře jako řada tektonických desek. Hloubka horního pláště se pohybuje mezi 403 až 660 km od 250 do 410 mil. V této hloubce se kámen může zkapalnit na magma. Magma poté stoupá v důsledku konvekce a jak se šíří, vytváří kůru oceánského dna. Toto většinou silikátové magma také obsahuje rozpuštěný oxid uhličitý. Tato kombinace má za následek tání hornin při nižších teplotách, než jaké by byly bez oxidu uhličitého.

Definice spodního pláště je oblast uvnitř Země, která se nachází pod horním pláštěm. Na této úrovni je mnohem větší tlak než v horním plášti, takže spodní plášť je méně viskózní. Samotný spodní plášť tvoří zhruba 55 procent objemu Země. Dolní plášť je hluboký přibližně 410 až 1796 mil (660 až 2891 km). Jeho horní část, těsně pod horním pláštěm, tvoří přechodovou zónu. Hranice jádra a pláště je definována v nejhlubším bodě spodního pláště. Složení spodního pláště se skládá z perovskitu bohatého na železo, feromagnesiánského silikátového minerálu, který je nejhojnějším minerálem na Zemi. Vědci si však nyní myslí, že perovskit existuje v různých státech v závislosti na teplotách a tlacích ve spodním plášti. Dolní plášť zažívá mimořádné tlaky, které ovlivňují chování minerálů. Jedna fáze perovskitu by například neměla železo, další možná fáze by byla bohatá na železo a měla by hexagonální strukturu. Toto se nazývá perovskit fáze H. Vědci pokračují ve výzkumu možná exotických nových minerálů hluboko uvnitř spodního pláště. Je zřejmé, že tato oblast slibuje zajímavé nové objevy pro nadcházející roky.

Věda seismologie pomáhá porozumět vnitřní struktuře Země. Data ze seismologie mohou poskytnout údaje o hloubce, tlaku a teplotě pláště a změnách minerálů, které z nich vyplývají. Vědci mohou studovat vlastnosti pláště pomocí rychlosti seismických vln po zemětřesení. Tyto vlny se pohybují rychleji v hustším materiálu, kde je větší hloubka a tlak. Mohou studovat změny v elastických vlastnostech pláště na hranicích nazývaných seismické diskontinuity. Seismické diskontinuity představují náhlé skoky v rychlostech seismických vln přes hranici. Tam, kde lze perovskit nalézt v plášti, existuje seismická diskontinuita oddělující spodní plášť od horního pláště. Pomocí těchto různých metod, jakož i laboratorních experimentů a simulací je možné porovnat a porovnat dvě horní vrstvy pláště. Mezi horním a spodním pláštěm jsou tři výrazné rozdíly.

Prvním rozdílem mezi horním pláštěm a spodním pláštěm je jejich umístění. Horní plášť navazuje na kůru a vytváří litosféru, zatímco spodní plášť nikdy nepřichází do styku s kůrou. Ve skutečnosti bylo zjištěno, že horní plášť obsahuje slzy v určitých oblastech, jako je indická tektonická deska, jejíž srážka s asijskou tektonickou deskou způsobila mnoho ničivých zemětřesení. Tyto ripy se vyskytují na více místech v horním plášti. Oblasti kůry nad těmito slzami jsou vystaveny většímu množství tepla pláště než v jiných oblastech a v oblastech teplejší kůry nejsou zemětřesení tak rozšířená. Důkazy z výzkumu naznačují, že kůra a horní plášť v jižním Tibetu jsou silně spojeny. Informace, jako je tato, mohou pomoci při hodnocení rizika zemětřesení.

Teplota je jedním z rozdílů mezi dvěma horními vrstvami pláště. Teploty horního pláště se pohybují od 932 do 1652 stupňů Fahrenheita (neboli 500 až 900 stupňů Celsia). Naproti tomu nižší teplota pláště dosahuje přes 7 230 stupňů Fahrenheita nebo 4 000 stupňů Celsia.

Tlak je jeden velký rozdíl mezi horním a spodním pláštěm. Viskozita horního pláště je větší než viskozita spodního pláště. Je to proto, že na horní plášť je menší tlak. Tlak spodního pláště je mnohem větší. Ve skutečnosti se tlak spodního pláště pohybuje od 237 000násobku atmosférického tlaku až po 1,3 milionnásobku atmosférického tlaku! I když je teplota ve spodním plášti mnohem vyšší a může roztavit horniny, vyšší tlak zabraňuje velkému tání.

Je důležité studovat vlastnosti zemských vrstev, abychom lépe porozuměli tomu, jak jejich interakce ovlivňuje život na povrchu. Lepší znalost horního a spodního pláště může pomoci při riziku zemětřesení. Geologové se mohou dozvědět více o viskozitě tajících hornin a jejich charakteristikách při zvyšujícím se tlaku a hloubce. Porozumění vrstvám Země také pomáhá při určování toho, jak byla Země vytvořena. I když lidé ještě nemohou provádět hloubky Země tak, jak to dokážou moře a vesmír, vědci umožňují předvídat exotické vlastnosti horního a spodního pláště.