Kādas ir trīs atšķirības starp augšējo un apakšējo mantu?

Zeme ir dinamiska planēta. Tas ir izgatavots no slāņiem: garoza, apvalka un kodola. Pati mantija ir interesanta zona, ar atšķirībām starp augšējo un apakšējo apvalku. Tas palīdz iemācīties augšējā un apakšējā apvalka definīciju, kā arī to atšķirīgās īpašības, lai labāk izprastu Zemes ģeoloģisko uzvedību.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Apvalks ir Zemes iekšējās kārtas slānis starp garozu vai virsmu un iekšējo kodolu. Augšējā un apakšējā apvalka atšķiras savā starpā pēc atrašanās vietas, temperatūras un spiediena.

Jūs, iespējams, atceraties, kā no māla izgatavojāt Zemes modeli klases skolā. Šim modelim būtu griezums, iespējams, parādot trīs atšķirīgus slāņus: garoza, apvalks un serde. Tomēr Zemes iekšējā sastāva patiesā būtība ir sarežģītāka.

Visattālākajā plānajā slānī, ko sauc par garozu, ir dzīvība uz Zemes. Tā ir virsma, pa kuru staigājat, kā arī kalni un citas ainavas, kuras redzat. Lai cik plašs varētu šķist šis slānis, garoza veido tikai aptuveni 1 procentu no planētas.

Apvalks atrodas zem garozas. Šis reģions veido aptuveni 84 procentus no Zemes. Garoza un augšējās apvalka daļa pārvietojas, pateicoties konvekcijai no siltuma Zemes iekšienē. To sauc par plāksnes tektoniku. Šī tektonisko plākšņu kustība izraisa zemestrīces un veido kalnus. Siltums rodas no elementu radioaktīvās sabrukšanas dziļi Zemes iekšienē. Laika gaitā šī konvekcijas darbība mainīja kontinentu izvietojumu. Materiāla pakāpeniska pacelšanās un krišana mantijā var izsaukt magmu, izplūstot vulkāniem. Starp augšējo apvalku un kodolu atrodas apakšējā apvalka.

Zem apakšējā apvalka kodols veido Zemes centru un satur galvenokārt dzelzi un niķeli. Tās ārējais slānis ir šķidrs, bet iekšējais slānis ir ciets neticama spiediena dēļ. Tiek uzskatīts, ka šis kodols rotē ātrāk nekā citi planētas slāņi. Tiek pieņemts, ka tas galvenokārt sastāv no dzelzs, taču jauni atklājumi atklāj dīvainu minerālu uzvedību. Zinātnieki domā, ka Zemes magnētisko lauku avots rodas no izkusušā ārējā kodola konvekcijas darbības, kas varētu izspiest plūstošās elektriskās strāvas.

Augšējā apvalka definīcija vienkārši ir slānis, kas atrodas tieši zem Zemes garozas. Apvalka sastāvs galvenokārt sastāv no cietiem silikātiem. Tomēr ir vietas, kas ir izkusušas. Tāpēc tiek teikts, ka augšējā apvalka ir viskoza, tai ir gan cietas, gan plastmasas īpašības. Augšējā apvalka kopā ar garozu satur tā saukto litosfēru. Litosfēras biezums ir aptuveni 120 jūdzes vai 200 kilometri. Šeit pastāv tektoniskās plāksnes. Zem litosfēras jūs atradīsit astenosfēru. Litosfēra būtībā slīd pāri astenosfērai kā tektonisko plākšņu sērija. Augšējā apvalka dziļums svārstās no 250 līdz 410 jūdzēm (403 līdz 660 km). Šajā dziļumā klints var sašķidrināties magmā. Pēc tam konvekcijas dēļ Magma paceļas, un izplatoties tā veido okeāna dibena garozu. Šī galvenokārt silikāta magma satur arī izšķīdinātu oglekļa dioksīdu. Šīs kombinācijas rezultātā akmeņi izkūst zemākā temperatūrā nekā tie būtu bez oglekļa dioksīda.

Apakšējā apvalka definīcija ir apgabals Zemes iekšpusē, kas atrodas zem augšējā apvalka. Šajā līmenī ir daudz lielāks spiediens nekā augšējā apvalkā, tāpēc apakšējā apvalka ir mazāk viskoza. Apakšējā apvalka vien veido aptuveni 55 procentus no Zemes tilpuma. Apakšējā apvalka dziļums ir aptuveni 410 līdz 1796 jūdzes (vai 660 līdz 2891 km). Tās augšējā daļa, tieši zem augšējā apvalka, veido pārejas zonu. Kodola un apvalka robeža ir definēta apakšējās apvalka dziļākajā punktā. Apakšējā apvalka sastāvs ir ar dzelzi bagāts perovskīts, feromagnēzijas silikāta minerāls, kas ir visizplatītākais silikāta minerāls uz Zemes. Bet zinātnieki tagad domā, ka perovskīts pastāv dažādos stāvokļos atkarībā no temperatūras un spiediena apakšējā apvalkā. Apakšējā mantija piedzīvo ārkārtas spiedienu, kas ietekmē minerālu uzvedību. Vienā perovskīta fāzē nebūtu, piemēram, dzelzs, bet vēl viena iespējamā fāze būtu bagāta ar dzelzi un būtu sešstūraina. To sauc par H fāzes perovskītu. Zinātnieki turpina pētīt, iespējams, eksotiskus, jaunus minerālus dziļi apakšējā apvalka iekšpusē. Skaidrs, ka šis reģions sola jaunus intriģējošus atklājumus nākamajos gados.

Seismoloģijas zinātne palīdz izprast Zemes iekšējo struktūru. Dati no seismoloģijas var sniegt datus par apvalka dziļumu, spiedienu un temperatūru, kā arī minerālu izmaiņām, kas no tā izriet. Zinātnieki var izpētīt apvalka īpašības, izmantojot seismisko viļņu ātrumu pēc zemestrīcēm. Šie viļņi pārvietojas ātrāk blīvākā materiālā, kur ir lielāks dziļums un spiediens. Viņi var pētīt apvalka elastīgo īpašību izmaiņas pie robežām, ko sauc par seismiskām nepārtrauktībām. Seismiskie pārtraukumi ir pēkšņi seismisko viļņu ātruma lēcieni pāri robežai. Vietās, kur mantijā var atrast perovskītu, ir seismiska nepārtrauktība, kas atdala apakšējo apvalku no augšējā apvalka. Izmantojot šīs dažādās metodes, kā arī laboratorijas eksperimentus un simulācijas, ir iespējams salīdzināt un kontrastēt divus apvalka augšējos slāņus. Starp augšējo un apakšējo apvalku ir trīs atšķirīgas atšķirības.

Pirmā atšķirība starp augšējo un apakšējo apvalku ir to atrašanās vieta. Augšējā apvalka pievienojas garozai, veidojot litosfēru, savukārt apakšējā apvalka nekad nesaskaras ar garozu. Faktiski ir konstatēts, ka augšējā apvalkā atsevišķās vietās ir asaras, piemēram, Indijas tektoniskā plāksne, kuras sadursme ar Āzijas tektonisko plāksni ir izraisījusi daudzas postošas ​​zemestrīces. Šie plīsumi notiek vairākās vietās augšējā apvalkā. Garozas apgabali, kas atrodas virs šīm asarām, tiek pakļauti lielākam apvalka siltumam nekā citi apgabali, un tajos apgabalos ar siltāku garozu zemestrīces nav tik izplatītas. Pētījuma pierādījumi liecina, ka garoza un augšējā apvalka Tibetas dienvidos ir cieši saistītas. Šāda informācija var palīdzēt novērtēt zemestrīču risku.

Temperatūra ir viena no atšķirībām starp diviem apvalka augšējiem slāņiem. Augšējā apvalka temperatūra svārstās no 932 līdz 1652 grādiem pēc Fārenheita (vai no 500 līdz 900 grādiem pēc Celsija). Zemākā apvalka temperatūra, savukārt, sasniedz vairāk nekā 7230 grādus pēc Fārenheita jeb 4000 grādus pēc Celsija.

Spiediens ir viena liela atšķirība starp augšējo un apakšējo apvalku. Augšējā apvalka viskozitāte ir lielāka par apakšējā apvalka viskozitāti. Tas ir tāpēc, ka augšējā apvalkā ir mazāks spiediens. Apakšējā apvalka spiediens ir daudz lielāks. Faktiski apakšējās apvalka spiediens svārstās no 237 000 reizes lielāks par atmosfēras spiedienu līdz 1,3 miljoniem reižu lielāks par atmosfēras spiedienu! Kaut arī apakšējā apvalkā temperatūra ir ievērojami augstāka un var izkausēt akmeņus, lielāks spiediens novērš lielu kušanu.

Ir svarīgi izpētīt Zemes slāņu īpašības, labāk saprast, kā to mijiedarbība ietekmē dzīvi uz virsmas. Labākas zināšanas par augšējo un apakšējo apvalku var palīdzēt samazināt zemestrīces risku. Ģeologi var uzzināt vairāk par kušanas akmeņu viskozitāti un to īpašībām pieaugošā spiedienā un dziļumā. Zemes slāņu izpratne arī palīdz noteikt, kā Zeme izveidojās. Kamēr cilvēki vēl nevar noplūst Zemes dzīles tā, kā viņi var jūras un kosmosu, zinātnieki ļauj paredzēt augšējās un apakšējās apvalka eksotiskās īpašības.