Mitä eroja on ylemmän ja alemman mantelin välillä?

Maa on dynaaminen planeetta. Se on valmistettu kerroksista: kuori, vaippa ja ydin. Itse vaippa on mielenkiintoinen alue, jolla on eroja ylemmän ja alemman vaipan välillä. Se auttaa oppimaan ylemmän vaipan ja vaipan määritelmän yhdessä niiden ominaisuuksien kanssa, jotta ymmärrettäisiin paremmin maapallon geologista käyttäytymistä.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Vaippa on maapallon sisäosan kerros kuoren tai pinnan ja sisimmän ytimen välillä. Ylä- ja alalaippa eroavat toisistaan ​​sijainnin, lämpötilan ja paineen suhteen.

Saatat muistaa, että teit maasta mallin luokasta savesta. Tällä mallilla olisi leikkaus, jossa todennäköisesti olisi kolme erillistä kerrosta: kuori, vaippa ja ydin. Maan sisäisen koostumuksen todellinen luonne on kuitenkin monimutkaisempi.

Uloin, ohut kerros, jota kutsutaan kuoreksi, asuu elämää maan päällä. Se on pinta, jolla kävelet, ja vuoret ja muut maisemat, jotka näet. Niin suuri kuin tämä kerros saattaa tuntua, kuori muodostaa vain noin yhden prosentin maapallosta.

Vaippa sijaitsee kuoren alla. Tämä alue muodostaa noin 84 prosenttia maapallosta. Kuori ja osa ylemmästä vaipasta liikkuvat ympäri maapallon lämmön aiheuttaman konvektion vuoksi. Tätä kutsutaan levytektoniikaksi. Tämä tektonisten levyjen liike aiheuttaa maanjäristyksiä ja muodostaa vuoria. Lämpö syntyy syvällä maan sisällä olevien alkuaineiden radioaktiivisesta hajoamisesta. Ajan myötä tämä konvektiivinen toiminta muutti maanosien järjestelyjä. Materiaalin asteittainen nousu ja putoaminen vaipassa voi tuottaa magmaa purkautuvien tulivuorien kautta. Ylemmän vaipan ja ytimen välissä on alempi vaippa.

Alemman vaipan alapuolella ydin muodostaa maapallon keskipisteen ja sisältää enimmäkseen rautaa ja nikkeliä. Sen uloin kerros on nestemäinen, mutta sen sisin kerros on kiinteä uskomattoman paineen vuoksi. Tämän ytimen uskotaan pyörivän nopeammin kuin muut planeetan kerrokset. Sen oletetaan myös koostuvan pääasiassa raudasta, mutta uudet löydöt paljastavat mineraalien outoa käyttäytymistä. Tutkijoiden mielestä maapallon magneettikenttien lähde syntyy sulan ulkosydämen konvektiivisesta toiminnasta, joka voi syrjäyttää virtaavat sähkövirrat.

Ylempi vaipan määritelmä on yksinkertaisesti maankuoren alapuolella oleva kerros. Vaipan koostumus koostuu pääosin kiinteistä silikaateista. On kuitenkin sulavia alueita. Siksi ylemmän vaipan sanotaan olevan viskoosi, jolla on sekä kiinteät että muoviset ominaisuudet. Ylempi vaippa yhdessä kuoren kanssa käsittää niin kutsutun litosfäärin. Litosfäärin paksuus on noin 120 mailia tai 200 kilometriä. Tässä ovat tektoniset levyt. Litosfäärin alapuolella on astenosfääri. Litosfääri liukuu olennaisesti astenosfäärin yli sarjana tektonisia levyjä. Ylemmän vaipan syvyys vaihtelee välillä 404-660 km. Tässä syvyydessä kivi voi nesteytyä magmaksi. Magma nousee sitten konvektion vuoksi ja levittäessään muodostaa valtameren pohjan kuoren. Tämä enimmäkseen silikaattimagma sisältää myös liuennutta hiilidioksidia. Tämä yhdistelmä johtaa kivien sulamiseen alemmissa lämpötiloissa kuin ilman hiilidioksidia.

Alempi vaipan määritelmä on maa-alue, joka sijaitsee ylemmän vaipan alla. Tällä tasolla paine on paljon suurempi kuin ylemmässä vaipassa, joten alempi vaippa on vähemmän viskoosi. Pelkästään alempi vaippa muodostaa noin 55 prosenttia Maan tilavuudesta. Alempi vaippa on noin 410--1796 mailia (tai 660--2891 km) syvä. Sen yläjuoksu, aivan ylemmän vaipan alla, muodostaa siirtymävyöhykkeen. Ytimen vaipan raja määritellään alemman vaipan syvimmässä kohdassa. Alempi vaippakoostumus koostuu rautarikkaasta perovskiitista, ferromagnesialaisesta silikaattimineraalista, joka on maapallon runsain silikaattimineraali. Mutta tutkijat ajattelevat nyt, että perovskiitti esiintyy eri valtioissa riippuen alemman vaipan lämpötiloista ja paineista. Alempi vaippa kokee poikkeuksellisia paineita, jotka vaikuttavat mineraalien käyttäytymiseen. Yhdessä perovskiittivaiheessa ei olisi esimerkiksi rautaa, vielä yksi mahdollinen faasi olisi runsaasti rautaa ja sen rakenne olisi kuusikulmainen. Tätä kutsutaan H-vaiheen perovskiitiksi. Tutkijat jatkavat mahdollisesti eksoottisten uusien mineraalien tutkimista syvällä alemman vaipan sisällä. Tämä alue lupaa selvästi kiehtovia uusia löytöjä tulevina vuosina.

Seismologian tiede auttaa ymmärtämään maan sisäistä rakennetta. Seismologian tiedot voivat antaa tietoja vaipan syvyydestä, paineesta ja lämpötilasta sekä näiden aiheuttamista mineraalien muutoksista. Tutkijat voivat tutkia vaipan ominaisuuksia maanjäristysten jälkeisen seismisen aallon nopeuden kautta. Nämä aallot liikkuvat nopeammin tiheämmässä materiaalissa, jossa on suurempi syvyys ja paine. He voivat tutkia vaipan elastisten ominaisuuksien muutoksia rajoilla, joita kutsutaan seismisiksi epäjatkuvuuksiksi. Seismiset epäjatkuvuudet edustavat äkillisiä hyppyjä seismisillä aallon nopeuksilla rajan yli. Missä perovskiitti löytyy vaipasta, seisminen epäjatkuvuus erottaa alemman vaipan ylemmästä vaipasta. Näillä erilaisilla menetelmillä sekä laboratoriokokeilla ja simulaatioilla on mahdollista verrata ja verrata vaipan kahta ylempää kerrosta. Ylä- ja alalaipan välillä on kolme erillistä eroa.

Ensimmäinen ero ylemmän vaipan ja vaipan välillä on niiden sijainti. Ylempi vaippa liittyy kuoren kanssa muodostaen litosfäärin, kun taas alempi vaippa ei koskaan ole kosketuksessa kuoren kanssa. Itse asiassa ylemmän vaipan on havaittu sisältävän kyyneleitä tietyillä alueilla, kuten Intian tektonilevyssä, jonka törmäys Aasian tektonisen levyn kanssa on aiheuttanut monia tuhoisia maanjäristyksiä. Nämä repeämät tapahtuvat useissa paikoissa ylemmässä vaipassa. Näiden kyyneleiden yläpuolella olevat kuori-alueet altistuvat enemmän vaipan lämmölle kuin muut alueet, ja lämpimämmän kuoren alueilla maanjäristykset eivät ole yhtä yleisiä. Tutkimuksen todisteet viittaavat siihen, että Etelä-Tiibetin kuori ja ylempi vaippa ovat vahvasti toisiinsa. Tällaiset tiedot voivat auttaa maanjäristysriskien arvioinnissa.

Lämpötila on yksi vaipan kahden ylemmän kerroksen eroista. Ylemmän vaipan lämpötilat vaihtelevat 932-1652 Fahrenheit-astetta (tai 500-900 Celsius-astetta). Alempi vaipan lämpötila saavuttaa sitä vastoin yli 7230 Fahrenheit-astetta tai 4000 Celsius-astetta.

Paine on yksi suuri ero ylemmän ja alemman vaipan välillä. Ylemmän vaipan viskositeetti on suurempi kuin alemman vaipan viskositeetti. Tämä johtuu siitä, että ylemmässä vaipassa on vähemmän painetta. Alemman vaipan paine on paljon suurempi. Itse asiassa alemman vaipan paine vaihtelee 237 000-kertaisesta ilmakehän paineesta 1,3 miljoonan-kertaiseksi ilmanpaineeseen! Vaikka lämpötila on huomattavasti korkeampi alemmassa vaipassa ja voi sulattaa kiviä, suurempi paine estää suuren sulamisen.

On tärkeää tutkia maapallon kerrosten ominaisuuksia ja ymmärtää paremmin, miten niiden vuorovaikutus vaikuttaa pinnan elämään. Ylemmän ja alemman vaipan parempi tuntemus voi auttaa maanjäristysriskissä. Geologit voivat oppia lisää sulavien kivien viskositeetista ja niiden ominaisuuksista paineen ja syvyyden kasvaessa. Maan kerrosten ymmärtäminen auttaa myös määrittämään, miten maapallo muodostui. Vaikka ihmiset eivät vielä voi kaataa maapallon syvyyksiä tavalla, jolla ne pystyvät meriin ja avaruuteen, tutkijat mahdollistavat ylemmän ja alemman vaipan eksoottisten ominaisuuksien ennustamisen.