Jorden er en dynamisk planet. Den er lavet af lag: skorpen, kappen og kernen. Selve kappen er en interessant zone med forskelle mellem den øvre og nedre kappe. Det hjælper med at lære den øvre kappe og den nederste kappe definition sammen med deres forskellige karakteristika for bedre at forstå Jordens geologiske opførsel.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Mantlen er laget af jordens indre mellem skorpen eller overfladen og den inderste kerne. Den øvre og nedre kappe adskiller sig fra hinanden med hensyn til placering, temperatur og tryk.
Jordens lag
Du husker muligvis at lave en model af jorden i grundskolen af ler. Denne model ville have en udskæring, der sandsynligvis viser tre forskellige lag: skorpe, kappe og kerne. Den sande natur af Jordens indre sammensætning er imidlertid mere kompleks.
Det yderste, tynde lag kaldet skorpen er hjemsted for liv på jorden. Det er overfladen, du går på, og bjergene og andre landskaber, du ser. Så stort som dette lag kan synes, udgør skorpen kun omkring 1 procent af planeten.
Mantlen ligger under skorpen. Denne region udgør ca. 84 procent af Jorden. Skorpen og en del af den øvre kappe bevæger sig rundt på grund af konvektion fra varme i jordens indre. Dette kaldes pladetektonik. Denne bevægelse af tektoniske plader forårsager jordskælv og danner bjerge. Varme genereres fra det radioaktive henfald af grundstoffer dybt inde i jorden. Over tid ændrede denne konvektive handling kontinentet. Den gradvise stigning og fald af materiale i kappen kan frembringe magma gennem udbrudte vulkaner. Mellem den øvre kappe og kernen ligger den nedre kappe.
Under den nedre kappe udgør kernen Jordens centrum og indeholder for det meste jern og nikkel. Dens yderste lag er flydende, men dets inderste lag er fast på grund af utroligt tryk. Denne kerne antages at rotere hurtigere end andre lag på planeten. Det formodes også at bestå hovedsageligt af jern, men nye opdagelser afslører mærkelig opførsel af mineraler. Forskere tror, at kilden til jordens magnetfelter stammer fra den konvektive virkning af den smeltede ydre kerne, som kunne fortrænge strømende strøm.
Definition af øvre kappe
Den øvre kappe-definition er ganske enkelt laget lige under jordskorpen. Mantelsammensætningen består for det meste af faste silikater. Der er dog områder, der er smeltede. Den øvre kappe siges derfor at være tyktflydende med både faste og plastiske egenskaber. Den øvre kappe, sammen med skorpen, omfatter det, der kaldes litosfæren. Litosfæren er cirka 200 kilometer tyk. Det er her, de tektoniske plader findes. Under litosfæren finder du asthenosfæren. Litosfæren glider i det væsentlige over asthenosfæren som en række tektoniske plader. Dybden af den øvre kappe varierer fra 403 til 660 km. På denne dybde kan sten flydes til magma. Magma stiger derefter på grund af konvektion, og når det spreder sig, danner det havbundens skorpe. Denne hovedsagelig silikatmagma indeholder også opløst kuldioxid. Denne kombination resulterer i, at sten smelter ved lavere temperaturer, end de ville gjort uden kuldioxid.
Definition af lavere kappe
Definitionen af den nedre kappe er regionen inde i jorden, der ligger under den øvre kappe. På dette niveau er der meget større tryk end i den øvre kappe, så den nederste kappe er mindre tyktflydende. Den nederste kappe alene udgør ca. 55 procent af jordens volumen. Den nederste kappe er ca. 410 til 1.796 miles (eller 660 til 2.891 km) dyb. Dens overdel, lige under den øvre kappe, udgør overgangszonen. Kerne-kappe-grænsen er defineret ved den nederste kappes dybeste punkt. Den nedre kappesammensætning består af jernrig perovskit, et ferromagnesisk silikatmineral, der er det mest rigelige silikatmineral på jorden. Men forskere tror nu, at perovskit findes i forskellige tilstande afhængigt af temperaturen og trykket i den nedre kappe. Den nederste kappe oplever ekstraordinære tryk, der påvirker mineralers opførsel. En fase af perovskit ville ikke have jern, for eksempel, en anden mulig fase ville være rig på jern og have en sekskantet struktur. Dette kaldes H-fase perovskite. Forskere fortsætter med at undersøge muligvis eksotiske, nye mineraler dybt inde i den nedre kappe. Det er klart, at denne region lover spændende nye opdagelser i de kommende år.
Sammenlign og kontrast de to øverste lag i kappen
Videnskaben om seismologi hjælper med at forstå jordens indre struktur. Data fra seismologi kan give data om kappens dybde, tryk og temperatur og de ændringer i mineraler, der skyldes disse. Forskere kan undersøge kappeegenskaber via den seismiske bølgehastighed efter jordskælv. Disse bølger bevæger sig hurtigere i tættere materiale, hvor der er større dybde og tryk. De kan studere ændringer i kappens elastiske kvaliteter ved grænser kaldet seismiske diskontinuiteter. Seismiske diskontinuiteter repræsenterer pludselige spring i seismiske bølgehastigheder over en grænse. Hvor perovskit kan findes i kappen, er der en seismisk diskontinuitet, der adskiller den nedre kappe fra den øvre kappe. Med disse forskellige metoder såvel som laboratorieeksperimenter og simuleringer er det muligt at sammenligne og kontrastere de to øverste lag af kappen. Der er tre forskellige forskelle mellem den øvre og nedre kappe.
Den første forskel mellem den øvre kappe og den nedre kappe er deres placering. Den øvre kappe støder op til skorpen for at danne litosfæren, mens den nederste kappe aldrig kommer i kontakt med skorpen. Faktisk har den øvre kappe vist sig at indeholde tårer i visse områder, såsom den indiske tektoniske plade, hvis kollision med den asiatiske tektoniske plade har forårsaget mange ødelæggende jordskælv. Disse rifter forekommer flere steder i den øvre kappe. Områderne med skorpe over disse tårer udsættes for mere af kappens varme end andre områder, og i disse områder med varmere skorpe er jordskælvene ikke så udbredte. Beviserne fra forskningen antyder, at skorpen og den øvre kappe i det sydlige Tibet er stærkt koblet. Oplysninger som denne kan hjælpe med risikovurderingen af jordskælv.
Temperatur er en af forskellene mellem de to øverste lag af kappen. Den øvre kappes temperaturer varierer fra 932 til 1.652 grader Fahrenheit (eller 500 til 900 grader Celsius). Den lavere kappetemperatur når derimod over 7.230 grader Fahrenheit eller 4.000 grader Celsius.
Tryk er en stor forskel mellem den øvre og nedre kappe. Viskositeten af den øvre kappe er større end den nedre kappes viskositet. Dette skyldes, at der er mindre tryk i den øvre kappe. Trykket i den nederste kappe er langt større. Faktisk varierer trykket i den nedre kappe fra 237.000 gange atmosfærisk tryk til et højt som 1.3 millioner gange atmosfærisk tryk! Mens temperaturen er langt højere i den nedre kappe og kan smelte klipper, forhindrer det større tryk meget smeltning.
Det er vigtigt at studere jordlagets karakteristika for bedre at forstå, hvordan deres interaktion påvirker livet på overfladen. Bedre viden om den øvre og nedre kappe kan hjælpe med jordskælvsrisiko. Geologer kan lære mere om viskositeten af smeltende klipper og deres egenskaber under stigende tryk og dybde. At forstå jordens lag hjælper også med at bestemme, hvordan jorden blev dannet. Mens folk endnu ikke kan sprænge jordens dybder, som de kan havene og rummet, gør forskere det muligt at forudsige de eksotiske kvaliteter i den øvre og nedre kappe.
