Aké sú tri rozdiely medzi horným a spodným plášťom?

Zem je dynamická planéta. Je vyrobená z vrstiev: kôra, plášť a jadro. Samotný plášť je zaujímavou zónou, s rozdielmi medzi horným a spodným plášťom. Pomáha naučiť sa definíciu horného a spodného plášťa spolu s ich odlišnými charakteristikami, aby ste lepšie pochopili geologické správanie Zeme.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Plášť je vrstva vnútra Zeme medzi kôrou alebo povrchom a najvnútornejším jadrom. Horný a spodný plášť sa navzájom líšia umiestnením, teplotou a tlakom.

Možno si pamätáte, že ste na základnej škole z hliny vyrábali model Zeme. Tento model by mal výrez, ktorý by pravdepodobne zobrazoval tri odlišné vrstvy: kôru, plášť a jadro. Skutočná povaha vnútorného zloženia Zeme je však zložitejšia.

Najkrajnejšia tenká vrstva zvaná kôra je domovom života na Zemi. Je to povrch, po ktorom chodíte, a hory a iné krajiny, ktoré vidíte. Akokoľvek sa táto vrstva môže zdať, kôra tvorí iba asi 1 percento planéty.

Plášť prebýva pod kôrou. Táto oblasť tvorí zhruba 84 percent Zeme. Kôra a časť horného plášťa sa pohybujú v dôsledku konvekcie z tepla vo vnútri Zeme. Toto sa nazýva dosková tektonika. Tento pohyb tektonických dosiek spôsobuje zemetrasenia a formuje hory. Teplo sa vytvára z rádioaktívneho rozpadu prvkov hlboko vo vnútri Zeme. Postupom času táto konvekčná akcia zmenila usporiadanie kontinentov. Postupné stúpanie a klesanie materiálu v plášti môže vyvolať magmu prostredníctvom erupčných sopiek. Medzi horným plášťom a jadrom leží spodný plášť.

Pod spodným plášťom tvorí jadro stred Zeme a obsahuje väčšinou železo a nikel. Jeho najvnútornejšia vrstva je tekutá, ale jej najspodnejšia vrstva je pevná v dôsledku neuveriteľného tlaku. Predpokladá sa, že toto jadro rotuje rýchlejšie ako iné vrstvy planéty. Tiež sa predpokladá, že pozostáva hlavne zo železa, ale nové objavy odhaľujú zvláštne správanie minerálov. Vedci si myslia, že zdroj magnetických polí Zeme vzniká konvekčným pôsobením roztaveného vonkajšieho jadra, ktoré by mohlo vytlačiť prúdiace elektrické prúdy.

Definícia horného plášťa je jednoducho vrstva tesne pod zemskou kôrou. Zloženie plášťa pozostáva väčšinou z pevných kremičitanov. Existujú však oblasti, ktoré sú roztavené. O hornom plášti sa preto hovorí, že je viskózny, má pevné aj plastové vlastnosti. Horný plášť spolu s kôrou obsahuje to, čo sa nazýva litosféra. Litosféra má hrúbku približne 120 míľ alebo 200 kilometrov. Tu existujú tektonické platne. Pod litosférou nájdete astenosféru. Litosféra v podstate kĺže po astenosfére ako rad tektonických dosiek. Hĺbka horného plášťa sa pohybuje medzi 250 až 410 míľami (403 až 660 km). V tejto hĺbke sa môže skala skvapalniť na magmu. Magma potom stúpa v dôsledku konvekcie a ako sa šíri, vytvára kôru oceánskeho dna. Táto väčšinou kremičitanová magma obsahuje aj rozpustený oxid uhličitý. Táto kombinácia vedie k tomu, že sa horniny topia pri nižších teplotách, ako by boli bez oxidu uhličitého.

Definícia spodného plášťa je oblasť vo vnútri Zeme, ktorá sa nachádza pod horným plášťom. Na tejto úrovni je oveľa väčší tlak ako v hornom plášti, takže spodný plášť je menej viskózny. Samotný spodný plášť predstavuje zhruba 55 percent objemu Zeme. Dolný plášť je hlboký približne 410 až 1 796 míľ (alebo 660 až 2 891 km). Jeho horný tok, tesne pod horným plášťom, tvorí prechodovú zónu. Hranica jadrového plášťa je vymedzená v najhlbšom bode spodného plášťa. Zloženie spodného plášťa pozostáva z perovskitu bohatého na železo, feromagnezického kremičitého minerálu, ktorý je najhojnejším minerálom kremičitanu na Zemi. Vedci si však teraz myslia, že perovskit existuje v rôznych štátoch v závislosti od teplôt a tlakov v spodnom plášti. Dolný plášť zažíva mimoriadne tlaky, ktoré ovplyvňujú správanie minerálov. Jedna fáza perovskitu by napríklad nemala železo, ešte ďalšia možná fáza by bola bohatá na železo a mala by hexagonálnu štruktúru. Toto sa nazýva perovskit vo fáze H. Vedci pokračujú vo výskume možno exotických, nových minerálov hlboko vo vnútri spodného plášťa. Je zrejmé, že tento región sľubuje zaujímavé nové objavy pre nadchádzajúce roky.

Veda o seizmológii pomáha pochopiť vnútornú štruktúru Zeme. Údaje zo seizmológie môžu poskytnúť údaje o hĺbke, tlaku a teplote plášťa a zmenách minerálov, ktoré z nich vyplývajú. Vedci môžu študovať vlastnosti plášťa prostredníctvom rýchlosti seizmických vĺn po zemetrasení. Tieto vlny sa pohybujú rýchlejšie v hustejšom materiáli, kde je väčšia hĺbka a tlak. Môžu študovať zmeny v elastických vlastnostiach plášťa na hraniciach nazývaných seizmické diskontinuity. Seizmické diskontinuity predstavujú náhle skoky v rýchlosti seizmických vĺn cez hranicu. Tam, kde sa perovskit nachádza v plášti, existuje seizmická diskontinuita oddeľujúca spodný plášť od horného plášťa. Pomocou týchto rôznych metód, ako aj laboratórnych experimentov a simulácií je možné porovnávať a porovnávať dve horné vrstvy plášťa. Medzi horným a spodným plášťom sú tri výrazné rozdiely.

Prvý rozdiel medzi horným plášťom a spodným plášťom je ich umiestnenie. Horný plášť prilieha k kôre a vytvára litosféru, zatiaľ čo spodný plášť nikdy neprichádza do styku s kôrou. V skutočnosti sa zistilo, že horný plášť obsahuje slzy v určitých oblastiach, napríklad na indickej tektonickej doske, ktorej zrážka s ázijskou tektonickou doskou spôsobila veľa ničivých zemetrasení. Tieto ripy sa vyskytujú na viacerých miestach v hornom plášti. Oblasti kôry nad týmito slzami sú vystavené väčšiemu teplu plášťa ako v iných oblastiach a v oblastiach teplejšej kôry nie sú zemetrasenia také rozšírené. Dôkazy z výskumu naznačujú, že kôra a horný plášť v južnom Tibete sú silne spojené. Takéto informácie môžu pomôcť pri hodnotení rizika zemetrasenia.

Teplota je jedným z rozdielov medzi dvoma hornými vrstvami plášťa. Teploty horného plášťa sa pohybujú od 932 do 1 652 stupňov Fahrenheita (alebo 500 až 900 stupňov Celzia). Nižšia teplota plášťa naopak dosahuje viac ako 7 230 stupňov Fahrenheita alebo 4 000 stupňov Celzia.

Tlak je jeden veľký rozdiel medzi horným a spodným plášťom. Viskozita horného plášťa je vyššia ako viskozita spodného plášťa. Je to preto, že na horný plášť je menší tlak. Tlak spodného plášťa je oveľa väčší. Tlak spodného plášťa sa v skutočnosti pohybuje od 237 000-krát atmosférického tlaku do vysokého až 1,3 milióna-násobku atmosférického tlaku! Aj keď je teplota v spodnom plášti oveľa vyššia a môže roztaviť kamene, vyšší tlak zabráni veľkému roztaveniu.

Je dôležité študovať vlastnosti vrstiev Zeme, aby ste lepšie pochopili, ako ich interakcia ovplyvňuje život na povrchu. Lepšie znalosti horného a spodného plášťa môžu pomôcť pri riziku zemetrasenia. Geológovia sa môžu dozvedieť viac o viskozite topiacich sa hornín a ich vlastnostiach pri zvyšujúcom sa tlaku a hĺbke. Pochopenie vrstiev Zeme tiež pomáha pri určovaní toho, ako sa Zem formovala. Zatiaľ čo ľudia ešte nemôžu inštalovať hĺbky Zeme tak, ako môžu moria a vesmír, vedci umožňujú predvídať exotické vlastnosti horného a dolného plášťa.