В чем три различия между верхней и нижней мантией?

Земля - ​​динамичная планета. Он состоит из слоев: коры, мантии и ядра. Сама мантия представляет собой интересную зону с различиями между верхней и нижней мантией. Это помогает изучить определение верхней и нижней мантии, а также их отличительные характеристики, чтобы лучше понять геологическое поведение Земли.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Мантия - это внутренний слой Земли между корой или поверхностью и внутренним ядром. Верхняя и нижняя мантия отличаются друг от друга расположением, температурой и давлением.

Возможно, вы помните, как в начальной школе делали модель Земли из глины. Эта модель будет иметь разрез, вероятно, показывающий три отдельных слоя: кору, мантию и ядро. Однако истинная природа внутреннего строения Земли более сложна.

Самый внешний тонкий слой, называемый корой, является домом для жизни на Земле. Это поверхность, по которой вы идете, а также горы и другие ландшафты, которые вы видите. Каким бы огромным ни казался этот слой, кора составляет всего около 1 процента всей планеты.

Мантия находится под корой. Этот регион составляет примерно 84 процента Земли. Кора и часть верхней мантии перемещаются из-за конвекции тепла внутри Земли. Это называется тектоникой плит. Это движение тектонических плит вызывает землетрясения и образует горы. Тепло образуется в результате радиоактивного распада элементов глубоко внутри Земли. Со временем это конвективное действие изменило расположение континентов. Постепенное поднятие и падение материала в мантии может вызвать появление магмы в результате извержения вулканов. Между верхней мантией и ядром лежит нижняя мантия.

Под нижней мантией ядро ​​составляет центр Земли и содержит в основном железо и никель. Его внешний слой жидкий, но самый внутренний слой твердый из-за невероятного давления. Считается, что это ядро ​​вращается быстрее, чем другие слои планеты. Также предполагается, что он состоит в основном из железа, но новые открытия показывают странное поведение минералов. Ученые считают, что источником магнитных полей Земли является конвективное действие расплавленного внешнего ядра, которое может вытеснять текущие электрические токи.

Определение верхней мантии - это просто слой прямо под земной корой. Состав мантии состоит в основном из твердых силикатов. Однако есть участки, которые расплавлены. Таким образом, верхняя мантия считается вязкой и обладает твердыми и пластичными характеристиками. Верхняя мантия вместе с земной корой состоит из так называемой литосферы. Литосфера имеет толщину примерно 120 миль или 200 километров. Здесь существуют тектонические плиты. Под литосферой вы найдете астеносферу. Литосфера по существу скользит по астеносфере как серия тектонических плит. Глубина верхней мантии колеблется от 250 до 410 миль (от 403 до 660 км). На этой глубине горная порода может превращаться в магму. Затем магма поднимается из-за конвекции и по мере распространения образует кору дна океана. Эта преимущественно силикатная магма также содержит растворенный диоксид углерода. Эта комбинация приводит к плавлению горных пород при более низких температурах, чем без углекислого газа.

Определение нижней мантии - это область внутри Земли, которая находится под верхней мантией. На этом уровне давление намного выше, чем в верхней мантии, поэтому нижняя мантия менее вязкая. Одна только нижняя мантия составляет примерно 55 процентов объема Земли. Нижняя мантия имеет глубину примерно от 410 до 1796 миль (или от 660 до 2891 км). Его верховья, сразу под верхней мантией, составляют переходную зону. Граница ядро-мантия определяется в самой глубокой точке нижней мантии. Состав нижней мантии состоит из богатого железом перовскита, ферромагнезиального силикатного минерала, который является самым распространенным силикатным минералом на Земле. Но теперь ученые считают, что перовскит существует в разных состояниях в зависимости от температуры и давления в нижней мантии. Нижняя мантия испытывает необычайное давление, влияющее на поведение минералов. Например, одна фаза перовскита не будет содержать железа, а другая возможная фаза будет богата железом и иметь гексагональную структуру. Это называется перовскитом H-фазы. Ученые продолжают исследовать, возможно, новые экзотические минералы глубоко внутри нижней мантии. Ясно, что этот регион обещает новые интригующие открытия на долгие годы.

Наука сейсмология помогает понять внутреннюю структуру Земли. Данные сейсмологии могут предоставить данные о глубине, давлении и температуре мантии, а также об изменениях минералов в результате этого. Ученые могут изучать характеристики мантии по скорости сейсмических волн после землетрясений. Эти волны движутся быстрее в более плотном материале, где глубина и давление больше. Они могут изучать изменения упругих свойств мантии на границах, называемых сейсмическими неоднородностями. Сейсмические разрывы представляют собой внезапные скачки скорости сейсмических волн через границу. Там, где в мантии можно найти перовскит, существует сейсмический разрыв, отделяющий нижнюю мантию от верхней. С помощью этих различных методов, а также лабораторных экспериментов и моделирования можно сравнить и сопоставить два верхних слоя мантии. Между верхней и нижней мантией есть три четких различия.

Первое отличие верхней мантии от нижней - это их расположение. Верхняя мантия примыкает к коре, образуя литосферу, тогда как нижняя мантия никогда не соприкасается с корой. Фактически было обнаружено, что верхняя мантия содержит разрывы в определенных областях, таких как Индийская тектоническая плита, столкновение которой с азиатской тектонической плитой вызвало множество разрушительных землетрясений. Эти разрывы происходят во многих местах верхней мантии. Области коры над этими разрывами подвергаются большему воздействию тепла мантии, чем другие области, и в этих областях более теплой коры землетрясения не так распространены. Данные исследования показывают, что кора и верхняя мантия в Южном Тибете сильно связаны. Подобная информация может помочь в оценке риска землетрясения.

Температура - одно из различий между двумя верхними слоями мантии. Температура верхней мантии колеблется от 932 до 1652 градусов по Фаренгейту (или от 500 до 900 градусов по Цельсию). Напротив, температура нижней мантии достигает более 7230 градусов по Фаренгейту или 4000 градусов по Цельсию.

Давление - это большая разница между верхней и нижней мантией. Вязкость верхней мантии больше вязкости нижней мантии. Это потому, что в верхней мантии меньше давления. Давление нижней мантии намного больше. На самом деле давление нижней мантии колеблется от 237000 атмосферное давление до 1,3 миллиона атмосфер! В то время как температура в нижней мантии значительно выше и может плавить горные породы, большее давление препятствует большему плавлению.

Важно изучить характеристики слоев Земли, чтобы лучше понять, как их взаимодействие влияет на жизнь на поверхности. Лучшее знание верхней и нижней мантии может снизить риск землетрясения. Геологи могут узнать больше о вязкости тающих горных пород и их характеристиках при увеличении давления и глубины. Понимание слоев Земли также помогает определить, как Земля была сформирована. Хотя люди еще не могут исследовать глубины Земли, как моря и космос, ученые позволяют предсказать экзотические качества верхней и нижней мантии.