Apa Tiga Perbedaan Antara Mantel Atas & Bawah?

Bumi adalah planet yang dinamis. Itu terbuat dari lapisan: kerak, mantel dan inti. Mantel itu sendiri adalah zona yang menarik, dengan perbedaan antara mantel atas dan bawah. Ini membantu untuk mempelajari definisi mantel atas dan mantel bawah, bersama dengan karakteristik perbedaannya, untuk lebih memahami perilaku geologis Bumi.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Mantel adalah lapisan interior bumi antara kerak atau permukaan dan inti terdalam. Mantel atas dan bawah berbeda satu sama lain dalam hal lokasi, suhu, dan tekanan.

Anda mungkin ingat membuat model Bumi di sekolah dasar dari tanah liat. Model itu akan memiliki potongan, mungkin menunjukkan tiga lapisan berbeda: kerak, mantel, dan inti. Namun, sifat sebenarnya dari komposisi bagian dalam Bumi lebih kompleks.

Lapisan terluar dan tipis yang disebut kerak adalah rumah bagi kehidupan di Bumi. Ini adalah permukaan tempat Anda berjalan, dan pegunungan serta lanskap lain yang Anda lihat. Seluas lapisan ini mungkin tampak, kerak hanya membuat sekitar 1 persen dari planet ini.

Mantel berada di bawah kerak. Wilayah ini membentuk sekitar 84 persen dari Bumi. Kerak dan bagian mantel atas bergerak karena konveksi dari panas di bagian dalam bumi. Ini disebut lempeng tektonik. Pergerakan lempeng tektonik ini menyebabkan gempa bumi dan membentuk pegunungan. Panas dihasilkan dari peluruhan radioaktif unsur-unsur jauh di dalam bumi. Seiring waktu, tindakan konvektif ini mengubah susunan benua. Naik turunnya material secara bertahap di dalam mantel dapat menghasilkan magma melalui letusan gunung berapi. Antara mantel atas dan inti terletak mantel bawah.

Di bawah mantel bawah, inti membentuk pusat Bumi dan sebagian besar mengandung besi dan nikel. Lapisan terluarnya cair, tetapi lapisan terdalamnya padat karena tekanan yang luar biasa. Inti ini diperkirakan berotasi lebih cepat daripada lapisan planet lainnya. Hal ini juga dianggap sebagian besar terdiri dari besi, tetapi penemuan baru mengungkapkan perilaku aneh mineral. Para ilmuwan berpikir bahwa sumber medan magnet bumi muncul dari aksi konvektif inti luar yang meleleh, yang dapat menggantikan arus listrik yang mengalir.

Definisi mantel atas cukup sederhana yaitu lapisan tepat di bawah kerak bumi. Komposisi mantel sebagian besar terdiri dari silikat padat. Namun, ada area yang meleleh. Oleh karena itu, mantel atas dikatakan kental, dengan karakteristik padat dan plastis. Mantel atas, bersama dengan kerak, terdiri dari apa yang disebut litosfer. Litosfer memiliki ketebalan sekitar 120 mil atau 200 kilometer. Di sinilah lempeng tektonik ada. Di bawah litosfer, Anda akan menemukan astenosfer. Litosfer pada dasarnya meluncur di atas astenosfer sebagai serangkaian lempeng tektonik. Kedalaman mantel atas berkisar antara 250 hingga 410 mil (403 hingga 660 km). Pada kedalaman ini, batuan dapat mencair menjadi magma. Magma kemudian naik karena konveksi, dan saat menyebar membentuk kerak dasar laut. Magma yang sebagian besar silikat ini juga mengandung karbon dioksida terlarut. Kombinasi ini menghasilkan batuan yang meleleh pada suhu yang lebih rendah daripada tanpa karbon dioksida.

Definisi mantel bawah adalah wilayah di dalam Bumi yang berada di bawah mantel atas. Pada tingkat ini, ada tekanan yang jauh lebih besar daripada di mantel atas, sehingga mantel bawah kurang kental. Mantel bawah saja terdiri dari sekitar 55 persen dari volume Bumi. Mantel bawah memiliki kedalaman sekitar 410 hingga 1.796 mil (atau 660 hingga 2.891 km). Bagian atasnya, tepat di bawah mantel atas, membentuk zona transisi. Batas inti-mantel didefinisikan pada titik terdalam mantel bawah. Komposisi mantel bawah terdiri dari perovskit kaya besi, mineral silikat ferromagnesian yang merupakan mineral silikat paling melimpah di Bumi. Tetapi para ilmuwan sekarang berpikir bahwa perovskite ada di berbagai keadaan tergantung pada suhu dan tekanan di mantel bawah. Mantel bawah mengalami tekanan luar biasa yang mempengaruhi perilaku mineral. Satu fase perovskit tidak akan memiliki besi, misalnya, fase lain yang mungkin kaya akan besi dan memiliki struktur heksagonal. Ini disebut perovskit fase-H. Para ilmuwan terus meneliti mineral baru yang mungkin eksotis jauh di dalam mantel bawah. Jelas wilayah ini menjanjikan penemuan-penemuan baru yang menarik untuk tahun-tahun mendatang.

Ilmu seismologi membantu pemahaman tentang struktur bagian dalam Bumi. Data dari seismologi dapat memberikan data tentang kedalaman, tekanan dan suhu mantel, serta perubahan mineral yang diakibatkannya. Para ilmuwan dapat mempelajari karakteristik mantel melalui kecepatan gelombang seismik setelah gempa bumi. Gelombang ini bergerak lebih cepat pada material yang lebih padat, di mana terdapat kedalaman dan tekanan yang lebih besar. Mereka dapat mempelajari perubahan kualitas elastisitas mantel pada batas yang disebut diskontinuitas seismik. Diskontinuitas seismik mewakili lompatan tiba-tiba dalam kecepatan gelombang seismik melintasi batas. Di mana perovskite dapat ditemukan di mantel, ada diskontinuitas seismik yang memisahkan mantel bawah dari mantel atas. Dengan berbagai metode ini, serta eksperimen dan simulasi laboratorium, dimungkinkan untuk membandingkan dan membedakan dua lapisan atas mantel. Ada tiga perbedaan berbeda antara mantel atas dan bawah.

Perbedaan pertama antara mantel atas dan mantel bawah adalah lokasinya. Mantel atas berbatasan dengan kerak untuk membentuk litosfer, sedangkan mantel bawah tidak pernah bersentuhan dengan kerak. Bahkan, mantel atas telah ditemukan mengandung air mata di daerah-daerah tertentu, seperti lempeng tektonik India, yang tabrakan dengan lempeng tektonik Asia telah menyebabkan banyak gempa bumi dahsyat. Robekan ini terjadi di beberapa tempat di mantel atas. Area kerak di atas robekan ini terkena lebih banyak panas mantel daripada area lain, dan di area kerak yang lebih hangat, gempa bumi tidak lazim. Bukti dari penelitian menunjukkan bahwa kerak dan mantel atas di Tibet selatan sangat berpasangan. Informasi seperti ini dapat membantu penilaian risiko gempa.

Suhu adalah salah satu perbedaan antara dua lapisan atas mantel. Suhu mantel atas berkisar antara 932 hingga 1.652 derajat Fahrenheit (atau 500 hingga 900 derajat Celcius). Suhu mantel yang lebih rendah, sebaliknya, mencapai lebih dari 7.230 derajat Fahrenheit atau 4.000 derajat Celcius.

Tekanan adalah salah satu perbedaan besar antara mantel atas dan bawah. Viskositas mantel atas lebih besar dari viskositas mantel bawah. Ini karena ada lebih sedikit tekanan di mantel atas. Tekanan mantel bawah jauh lebih besar. Faktanya, tekanan mantel bawah berkisar dari 237.000 kali tekanan atmosfer hingga setinggi 1,3 juta kali tekanan atmosfer! Sementara suhu jauh lebih besar di mantel bawah dan dapat melelehkan batu, tekanan yang lebih besar mencegah banyak pencairan.

Penting untuk mempelajari karakteristik lapisan bumi, untuk memahami lebih baik bagaimana interaksi mereka mempengaruhi kehidupan di permukaan. Pengetahuan yang lebih baik tentang mantel atas dan bawah dapat membantu dalam risiko gempa bumi. Ahli geologi dapat mempelajari lebih lanjut tentang viskositas batuan yang meleleh dan karakteristiknya di bawah tekanan dan kedalaman yang meningkat. Memahami lapisan Bumi juga membantu dalam menentukan bagaimana Bumi terbentuk. Sementara orang belum bisa menyelami kedalaman Bumi seperti yang mereka bisa lakukan di lautan dan ruang angkasa, para ilmuwan memungkinkan untuk memprediksi kualitas eksotis dari mantel atas dan bawah.