Žemė yra dinamiška planeta. Jis pagamintas iš sluoksnių: plutos, mantijos ir šerdies. Pati mantija yra įdomi zona, turinti skirtumų tarp viršutinės ir apatinės mantijos. Tai padeda išmokti viršutinės mantijos ir apatinės mantijos apibrėžimą kartu su jų skiriamosiomis charakteristikomis, kad geriau suprastų Žemės geologinį elgesį.
TL; DR (per ilgai; Neskaitė)
Apsiaustas yra Žemės vidaus sluoksnis tarp plutos ar paviršiaus ir vidinės šerdies. Viršutinė ir apatinė mantija skiriasi viena nuo kitos pagal vietą, temperatūrą ir slėgį.
Žemės sluoksniai
Galbūt pamenate iš molio Žemės modelį klasėje. Tas modelis turėtų išpjovą, tikriausiai parodydamas tris skirtingus sluoksnius: pluta, mantiją ir šerdį. Tačiau tikroji vidinės Žemės kompozicijos prigimtis yra sudėtingesnė.
Atokiausias, plonas sluoksnis, vadinamas pluta, yra gyvybė Žemėje. Tai paviršius, kuriuo vaikštote, ir kalnai bei kiti peizažai, kuriuos matote. Kad ir koks milžiniškas gali atrodyti šis sluoksnis, pluta sudaro tik apie 1 procentą planetos.
Apsiaustas yra po pluta. Šis regionas sudaro maždaug 84 procentus Žemės. Pluta ir viršutinės mantijos dalis juda aplink dėl šilumos konvekcijos Žemės viduje. Tai vadinama plokščių tektonika. Šis tektoninių plokščių judėjimas sukelia žemės drebėjimus ir formuoja kalnus. Šiluma susidaro radioaktyviai skaidant giliai Žemės viduje esančius elementus. Laikui bėgant šis konvektyvus veiksmas pakeitė žemynų išdėstymą. Laipsniškas medžiagos kilimas ir kritimas mantijoje gali sukelti magmą per išsiveržiančius ugnikalnius. Tarp viršutinės mantijos ir šerdies yra apatinė mantija.
Po apatine mantija šerdis sudaro Žemės centrą ir joje daugiausia yra geležies ir nikelio. Jo išorinis sluoksnis yra skystas, tačiau vidinis sluoksnis yra tvirtas dėl neįtikėtino slėgio. Manoma, kad ši šerdis sukasi greičiau nei kiti planetos sluoksniai. Manoma, kad jį daugiausia sudaro geležis, tačiau nauji atradimai atskleidžia keistą mineralų elgseną. Mokslininkai mano, kad Žemės magnetinių laukų šaltinis kyla dėl konvekcinio išlydyto išorinio šerdies veikimo, kuris gali išstumti tekančias elektros sroves.
Viršutinės mantijos apibrėžimas
Viršutinė mantijos apibrėžtis yra paprasčiausiai sluoksnis, esantis po žemės pluta. Apsiausto kompoziciją sudaro daugiausia kietieji silikatai. Tačiau yra sričių, kurios yra išlydytos. Todėl sakoma, kad viršutinė mantija yra klampi, pasižyminti ir kietomis, ir plastikinėmis savybėmis. Viršutinę mantiją kartu su pluta sudaro vadinamoji litosfera. Litosferos storis yra maždaug 120 mylių arba 200 kilometrų. Čia yra tektoninės plokštės. Žemiau litosferos rasite astenosferą. Litosfera iš esmės slenka virš astenosferos kaip tektoninių plokščių serija. Viršutinės mantijos gylis svyruoja nuo 250 iki 410 mylių (403–660 km). Šiame gylyje uola gali suskystėti į magmą. Tada magma pakyla dėl konvekcijos, o skleisdama suformuoja vandenyno dugno plutą. Šioje daugiausia silikatinėje magmoje taip pat yra ištirpusio anglies dioksido. Dėl šio derinio uolienos ištirpsta žemesnėje temperatūroje, nei būtų be anglies dioksido.
Apatinės mantijos apibrėžimas
Apatinės mantijos apibrėžimas yra regionas Žemės viduje, esantis po viršutine mantija. Šiame lygyje yra daug didesnis slėgis nei viršutinėje mantijoje, todėl apatinė mantija yra mažiau klampi. Vien apatinė mantija sudaro maždaug 55 procentus Žemės tūrio. Apatinė mantija yra maždaug 410–1796 mylių (arba 660–2,891 km) gylio. Jo viršutinė dalis, tiesiai po viršutine mantija, sudaro perėjimo zoną. Šerdies-mantijos riba apibrėžta apatinės mantijos giliausiame taške. Apatinę mantijos kompoziciją sudaro perovskitas, turintis daug geležies, feromagnetinio silikato mineralas, kuris yra gausiausias silikatų mineralas Žemėje. Tačiau mokslininkai dabar mano, kad perovskitas egzistuoja skirtingose būsenose, priklausomai nuo temperatūros ir slėgio apatinėje mantijoje. Apatinė mantija patiria nepaprastą spaudimą, kuris daro įtaką mineralų elgesiui. Pavyzdžiui, vienoje perovskito fazėje nebūtų geležies, o kitoje galimoje fazėje būtų daug geležies ir būtų šešiakampė struktūra. Tai vadinama H fazės perovskitu. Mokslininkai toliau tyrinėja galbūt egzotiškus, naujus mineralus giliai apatinės mantijos viduje. Aišku, šis regionas žada intriguojančių naujų atradimų ateinantiems metams.
Palyginkite ir palyginkite du viršutinius mantijos sluoksnius
Seismologijos mokslas padeda suprasti vidinę Žemės struktūrą. Seismologijos duomenys gali suteikti duomenų apie mantijos gylį, slėgį ir temperatūrą bei dėl jų kylančius mineralų pokyčius. Mokslininkai gali ištirti mantijos charakteristikas per seisminį bangos greitį po žemės drebėjimų. Šios bangos greičiau juda tankesnėje medžiagoje, kur yra didesnis gylis ir slėgis. Jie gali ištirti mantijos elastingumo savybių pokyčius ribose, vadinamose seisminiais nutrūkimais. Seisminiai pertraukimai reiškia staigius seisminių bangų greičio šuolius per sieną. Kur mantijoje galima rasti perovskito, yra seisminis pertraukimas, skiriantis apatinę mantiją nuo viršutinės. Taikant šiuos įvairius metodus, taip pat laboratorinius eksperimentus ir simuliacijas, galima palyginti ir kontrastuoti du viršutinius mantijos sluoksnius. Yra trys skirtingi viršutinės ir apatinės mantijos skirtumai.
Pirmasis skirtumas tarp viršutinės ir apatinės mantijos yra jų vieta. Viršutinė mantija jungiasi su pluta, kad susidarytų litosfera, o apatinė mantija niekada nesiliečia su pluta. Iš tikrųjų nustatyta, kad viršutinėje mantijoje yra ašarų tam tikrose srityse, pavyzdžiui, Indijos tektoninėje plokštėje, kurios susidūrimas su Azijos tektonine plokšte sukėlė daug niokojančių žemės drebėjimų. Šie plyšimai įvyksta keliose viršutinės mantijos vietose. Plutos plotai, esantys virš šių ašarų, yra veikiami daugiau mantijos šilumos nei kitos sritys, o tose šiltesnės plutos vietose žemės drebėjimai nėra tokie paplitę. Tyrimo duomenys rodo, kad pluta ir viršutinė mantija pietų Tibete yra stipriai sujungtos. Tokia informacija kaip ši gali padėti įvertinti žemės drebėjimo riziką.
Temperatūra yra vienas iš dviejų viršutinių mantijos sluoksnių skirtumų. Viršutinės mantijos temperatūra svyruoja nuo 932 iki 1 652 laipsnių pagal Celsijų (arba nuo 500 iki 900 laipsnių Celsijaus). Žemesnė mantijos temperatūra, priešingai, siekia daugiau nei 7230 laipsnių pagal Farenheitą arba 4000 laipsnių Celsijaus.
Slėgis yra vienas didelis skirtumas tarp viršutinės ir apatinės mantijos. Viršutinės apvalkalo klampa yra didesnė už apatinės mantijos klampumą. Taip yra todėl, kad viršutinėje mantijoje yra mažesnis slėgis. Apatinės mantijos slėgis yra daug didesnis. Tiesą sakant, apatinės mantijos slėgis svyruoja nuo 237 000 kartų didesnio nei 1,3 milijono kartų viršijančio atmosferos slėgį! Nors apatinėje mantijoje temperatūra yra žymiai aukštesnė ir gali tirpdyti uolienas, didesnis slėgis neleidžia daug tirpti.
Svarbu ištirti Žemės sluoksnių charakteristikas, geriau suprasti, kaip jų sąveika veikia gyvenimą paviršiuje. Geresnės žinios apie viršutinę ir apatinę mantiją gali padėti išvengti žemės drebėjimo. Geologai gali sužinoti daugiau apie tirpstančių uolienų klampumą ir jų charakteristikas didėjant slėgiui ir gyliui. Žemės sluoksnių supratimas taip pat padeda nustatyti, kaip Žemė susiformavo. Nors žmonės dar negali išmesti Žemės gelmių taip, kaip jie gali jūrose ir erdvėje, mokslininkai leidžia numatyti egzotiškas viršutinės ir apatinės mantijos savybes.