Katere so tri razlike med zgornjim in spodnjim plaščem?

Zemlja je dinamičen planet. Narejena je iz plasti: skorje, plašča in jedra. Sam plašč je zanimivo območje z razlikami med zgornjim in spodnjim plaščem. Pomaga pri učenju definicije zgornjega in spodnjega plašča, skupaj z njihovimi različnimi značilnostmi, za večje razumevanje geološkega vedenja Zemlje.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Plašč je plast Zemljine notranjosti med skorjo ali površino in najglobljim jedrom. Zgornji in spodnji plašč se med seboj razlikujeta po lokaciji, temperaturi in tlaku.

Morda se spomnite, da ste v osnovni šoli iz gline izdelali model Zemlje. Ta model bi imel razrez, verjetno bi imel tri različne plasti: skorjo, plašč in jedro. Vendar je resnična narava notranje sestave Zemlje bolj zapletena.

Najbolj zunanja, tanka plast, imenovana skorja, je dom za življenje na Zemlji. To je površina, po kateri hodite, in gore in druge pokrajine, ki jih vidite. Kakor koli se ta plast zdi obsežna, skorja predstavlja le približno 1 odstotek planeta.

Plašč je pod skorjo. Ta regija predstavlja približno 84 odstotkov Zemlje. Skorja in del zgornjega plašča se premikata zaradi konvekcije zaradi toplote v notranjosti Zemlje. To se imenuje tektonika plošč. To gibanje tektonskih plošč povzroča potres in tvori gore. Toplota nastane zaradi radioaktivnega razpada elementov globoko v Zemlji. Sčasoma je to konvektivno delovanje spremenilo ureditev celin. Postopno naraščanje in padanje materiala v plašču lahko skozi izbruhne vulkane prinese magmo. Med zgornjim plaščem in jedrom leži spodnji plašč.

Pod spodnjim plaščem jedro sestavlja Zemljino središče in vsebuje večinoma železo in nikelj. Njegova zunanja plast je tekoča, toda njena notranja plast je zaradi neverjetnega pritiska trdna. To jedro naj bi se vrtelo hitreje kot druge plasti planeta. Domneva se tudi, da je v glavnem železo, nova odkritja pa razkrivajo čudno vedenje mineralov. Znanstveniki menijo, da vir magnetnih polj Zemlje izhaja iz konvekcijskega delovanja staljenega zunanjega jedra, ki bi lahko izpodrinilo tekoče električne tokove.

Opredelitev zgornjega plašča je preprosto plast tik pod zemeljsko skorjo. Sestava plašča je sestavljena iz večinoma trdnih silikatov. Obstajajo pa območja, ki so staljena. Zgornji plašč naj bi bil torej viskozen, tako s trdnimi kot s plastičnimi lastnostmi. Zgornji plašč skupaj s skorjo obsega tako imenovano litosfero. Litosfera je debela približno 120 milj ali 200 kilometrov. Tu obstajajo tektonske plošče. Pod litosfero boste našli astenosfero. Litosfera v bistvu drsi po astenosferi kot vrsta tektonskih plošč. Globina zgornjega plašča se giblje med 403 in 660 km. Na tej globini se lahko kamnina utekočini v magmo. Nato se magma dvigne zaradi konvekcije in s širjenjem tvori skorjo oceanskega dna. Ta večinoma silikatna magma vsebuje tudi raztopljeni ogljikov dioksid. Ta kombinacija povzroči, da se kamnine topijo pri nižjih temperaturah, kot bi se brez ogljikovega dioksida.

Spodnja definicija plašča je območje znotraj Zemlje, ki leži pod zgornjim plaščem. Na tej ravni je pritisk veliko večji kot v zgornjem plašču, zato je spodnji plašč manj viskozen. Samo spodnji plašč obsega približno 55 odstotkov prostornine Zemlje. Spodnji plašč je globok približno 410 do 1.796 milj (ali 660 do 2.891 km). Njeni zgornji tokovi, tik pod zgornjim plaščem, tvorijo prehodno območje. Meja jedro-plašč je določena na najgloblji točki spodnjega plašča. Sestava spodnjega plašča je sestavljena iz perovskita, bogatega z železom, feromagnezijevega silikatnega minerala, ki je najpogostejši silikatni mineral na Zemlji. Toda znanstveniki zdaj mislijo, da perovskit obstaja v različnih državah, odvisno od temperatur in tlakov v spodnjem plašču. Spodnji plašč doživlja izjemne pritiske, ki vplivajo na obnašanje mineralov. Na primer ena faza perovskita ne bi imela železa, druga možna faza pa bi bila bogata z železom in bi imela šestkotno strukturo. To se imenuje H-fazni perovskit. Znanstveniki še naprej raziskujejo morebiti eksotične, nove minerale globoko v spodnjem plašču. Jasno je, da se ta regija obeta v prihodnjih letih zanimiva nova odkritja.

Znanost o seizmologiji pomaga razumeti notranjo zgradbo Zemlje. Podatki iz seizmologije lahko zagotovijo podatke o globini, tlaku in temperaturi plašča ter o spremembah mineralov, ki so posledica tega. Znanstveniki lahko preučujejo značilnosti plašča s hitrostjo potresnih valov po potresih. Ti valovi se hitreje premikajo v gostejšem materialu, kjer je večja globina in pritisk. Preučujejo lahko spremembe elastičnih lastnosti plašča na mejah, imenovanih potresne diskontinuitete. Seizmične diskontinuitete predstavljajo nenadne skoke hitrosti potresnih valov čez mejo. Kjer najdemo perovskit v plašču, obstaja potresna diskontinuiteta, ki ločuje spodnji plašč od zgornjega. S temi različnimi metodami, pa tudi z laboratorijskimi poskusi in simulacijami je mogoče primerjati in kontrastirati dve zgornji plasti plašča. Obstajajo tri različne razlike med zgornjim in spodnjim plaščem.

Prva razlika med zgornjim in spodnjim plaščem je njihova lokacija. Zgornji plašč se prilepi skorji in tvori litosfero, spodnji plašč pa nikoli ne pride v stik s skorjo. Dejansko je bilo ugotovljeno, da zgornji plašč vsebuje solze na nekaterih območjih, na primer na indijski tektonski plošči, katere trk z azijsko tektonsko ploščo je povzročil številne uničujoče potrese. Te razpoke se pojavijo na več mestih v zgornjem plašču. Območja skorje nad temi solzami so izpostavljena večji vročini plašča kot druga območja, na tistih območjih toplejše skorje pa potresi niso tako razširjeni. Dokazi iz raziskave kažejo, da sta skorja in zgornji plašč v južnem Tibetu močno povezana. Takšne informacije lahko pomagajo pri oceni potresnega tveganja.

Temperatura je ena od razlik med obema zgornjima slojema plašča. Temperature zgornjega plašča se gibljejo od 932 do 1.652 stopinj Fahrenheita (ali od 500 do 900 stopinj Celzija). Nasprotno pa spodnja temperatura plašča doseže preko 7.230 stopinj Celzija ali 4.000 stopinj Celzija.

Tlak je velika razlika med zgornjim in spodnjim plaščem. Viskoznost zgornjega plašča je večja od viskoznosti spodnjega plašča. To je zato, ker je na zgornjem plašču manj pritiska. Tlak spodnjega plašča je veliko večji. Dejansko se tlak spodnjega plašča giblje med 237.000-krat večjim od atmosferskega tlaka do celo 1,3-milijonskim atmosferskim tlakom! Medtem ko je temperatura v spodnjem plašču precej višja in lahko topi kamenje, večji tlak preprečuje veliko taljenje.

Pomembno je preučiti značilnosti zemeljskih plasti, da bi bolje razumeli, kako njihova interakcija vpliva na življenje na površini. Boljše poznavanje zgornjega in spodnjega plašča lahko pomaga pri potresnem tveganju. Geologi lahko izvedejo več o viskoznosti taljenja kamnin in njihovih značilnostih pod naraščajočim pritiskom in globino. Razumevanje plasti Zemlje pomaga tudi pri določanju, kako je nastala Zemlja. Medtem ko ljudje še ne morejo podreti globin Zemlje tako kot morja in vesolje, znanstveniki omogočajo napovedovanje eksotičnih lastnosti zgornjega in spodnjega plašča.