Mantel Bumi ialah bahagian geosfera yang terletak di antara kerak dan teras. Ia mengandungi sebahagian besar daripada keseluruhan bahan planet ini. Kajian tentang mantel adalah penting bukan sahaja dari segi pemahaman struktur dalaman Bumi. Ia boleh memberi penerangan tentang pembentukan planet, memberi akses kepada sebatian dan batu yang jarang ditemui, membantu memahami mekanisme gempa bumi dan pergerakan plat litosfera. Walau bagaimanapun, mendapatkan maklumat tentang komposisi dan ciri mantel bukanlah mudah. Orang ramai belum tahu cara menggerudi telaga sedalam ini. Mantel bumi kini kebanyakannya dikaji menggunakan gelombang seismik. Dan juga dengan membuat model di makmal.
Struktur Bumi: mantel, teras dan kerak
Mengikut konsep moden, struktur dalaman planet kita dibahagikan kepada beberapa lapisan. Bahagian atas adalah kerak, kemudian mantel dan teras Bumi terletak. Kerak adalah cangkang keras yang dibahagikan kepada lautan dan benua. Mantel Bumi dipisahkan daripadanya oleh apa yang dipanggil sempadanMohorovicic (dinamakan sempena ahli seismologi Croatia yang menetapkan lokasinya), yang dicirikan oleh peningkatan mendadak dalam halaju gelombang seismik mampatan.
Mantel membentuk kira-kira 67% daripada jisim planet. Menurut data moden, ia boleh dibahagikan kepada dua lapisan: atas dan bawah. Pada yang pertama, lapisan Golitsyn atau mantel tengah juga dibezakan, yang merupakan zon peralihan dari atas ke bawah. Secara amnya, mantel memanjang dari 30 hingga 2900 km.
Inti planet, menurut saintis moden, terdiri terutamanya daripada aloi besi-nikel. Ia juga terbahagi kepada dua bahagian. Teras dalam adalah pepejal, jejarinya dianggarkan 1300 km. Luaran - cecair, mempunyai jejari 2200 km. Zon peralihan dibezakan antara bahagian ini.
Litosfera
Kerak dan mantel atas Bumi disatukan oleh konsep "litosfera". Ia adalah cangkang keras dengan kawasan yang stabil dan mudah alih. Cangkang pepejal planet ini terdiri daripada plat litosfera, yang sepatutnya bergerak melalui astenosfera - lapisan yang agak plastik, mungkin cecair likat dan sangat panas. Ia adalah sebahagian daripada mantel atas. Perlu diingatkan bahawa kewujudan astenosfera sebagai cengkerang likat berterusan tidak disahkan oleh kajian seismologi. Kajian tentang struktur planet membolehkan kita mengenal pasti beberapa lapisan serupa yang terletak secara menegak. Dalam arah mendatar, astenosfera, nampaknya, sentiasa terganggu.
Kaedah mengkaji mantel
Lapisan di bawah kerak tidak boleh diaksesbelajar. Kedalaman yang sangat besar, peningkatan suhu yang berterusan dan peningkatan ketumpatan adalah masalah serius untuk mendapatkan maklumat tentang komposisi mantel dan teras. Walau bagaimanapun, masih mungkin untuk membayangkan struktur planet ini. Apabila mengkaji mantel, data geofizik menjadi sumber maklumat utama. Kelajuan gelombang seismik, kekonduksian elektrik dan graviti membolehkan saintis membuat andaian tentang komposisi dan ciri lain lapisan asas.
Selain itu, beberapa maklumat boleh diperoleh daripada batuan igneus dan serpihan batuan mantel. Yang terakhir termasuk berlian, yang boleh memberitahu banyak perkara walaupun tentang mantel bawah. Batuan mantel juga terdapat di dalam kerak bumi. Kajian mereka membantu memahami komposisi mantel. Walau bagaimanapun, ia tidak akan menggantikan sampel yang diambil terus dari lapisan dalam, kerana hasil daripada pelbagai proses yang berlaku dalam kerak, komposisinya berbeza daripada mantel.
Mantel Bumi: Komposisi
Meteorit ialah satu lagi sumber maklumat tentang apa itu mantel. Menurut konsep moden, kondrit (kumpulan meteorit yang paling biasa di planet ini) adalah komposisi yang hampir dengan mantel bumi.
Ia sepatutnya mengandungi unsur-unsur yang berada dalam keadaan pepejal atau berada dalam keadaan pepejal semasa pembentukan planet ini. Ini termasuk silikon, besi, magnesium, oksigen dan beberapa yang lain. Dalam mantel, mereka bergabung dengan silikon dioksida untuk membentuk silikat. ATmagnesium silikat terletak di lapisan atas, jumlah silikat besi meningkat dengan kedalaman. Dalam mantel bawah, sebatian ini terurai menjadi oksida (SiO2, MgO, FeO).
Yang menarik minat saintis adalah batuan yang tidak terdapat di dalam kerak bumi. Diandaikan bahawa terdapat banyak sebatian sedemikian (grospidite, karbonatit, dll.) dalam mantel.
Lapisan
Mari kita lihat dengan lebih dekat panjang lapisan mantel. Menurut saintis, bahagian atas menempati jarak kira-kira 30 hingga 400 km dari permukaan bumi. Seterusnya ialah zon peralihan, yang masuk lebih dalam ke kedalaman untuk 250 km lagi. Lapisan seterusnya adalah bahagian bawah. Sempadannya terletak pada kedalaman kira-kira 2900 km dan bersentuhan dengan teras luar planet ini.
Tekanan dan suhu
Apabila anda bergerak lebih dalam ke dalam planet ini, suhu meningkat. Mantel bumi berada di bawah tekanan yang sangat tinggi. Di zon astenosfera, kesan suhu melebihi, jadi di sini bahan itu berada dalam keadaan yang dipanggil amorf atau separa cair. Lebih dalam di bawah tekanan, ia menjadi pepejal.
Kajian tentang mantel dan sempadan Mohorovicic
Mantel Bumi menghantui para saintis untuk jangka masa yang agak lama. Di makmal, eksperimen sedang dijalankan ke atas batuan yang mungkin sebahagian daripada lapisan atas dan bawah, membolehkan kita memahami komposisi dan ciri-ciri mantel. Oleh itu, saintis Jepun mendapati bahawa lapisan bawah mengandungi sejumlah besar silikon. Mantel atas mengandungi rizab air. Dia berasal darikerak bumi, dan juga menembusi dari sini ke permukaan.
Permukaan Mohorovicic mempunyai minat khusus, yang sifatnya tidak difahami sepenuhnya. Kajian seismologi mencadangkan bahawa pada tahap 410 km di bawah permukaan, perubahan metamorfik batuan berlaku (ia menjadi lebih padat), yang menunjukkan dirinya dalam peningkatan mendadak dalam kelajuan gelombang. Diandaikan bahawa batuan bas alt di kawasan sempadan Mohorović bertukar menjadi eclogite. Dalam kes ini, ketumpatan mantel meningkat kira-kira 30%. Terdapat versi lain, yang menurutnya, sebab perubahan dalam kelajuan gelombang seismik terletak pada perubahan dalam komposisi batuan.
Cikyu Hakken
Pada tahun 2005, sebuah kapal Chikyu yang dilengkapi khas telah dibina di Jepun. Misinya adalah untuk membuat rekod telaga yang dalam di dasar Lautan Pasifik. Para saintis mencadangkan untuk mengambil sampel batuan mantel atas dan sempadan Mohorovich untuk mendapatkan jawapan kepada banyak soalan yang berkaitan dengan struktur planet. Projek ini dijadualkan pada 2020.
Perlu diingatkan bahawa saintis tidak hanya menumpukan perhatian mereka kepada kedalaman lautan. Menurut kajian, ketebalan kerak di dasar laut jauh lebih rendah daripada di benua. Perbezaannya adalah ketara: di bawah lajur air di lautan, hanya 5 km untuk mengatasi magma di beberapa kawasan, manakala di darat angka ini meningkat kepada 30 km.
Kini kapal sudah berfungsi: sampel jahitan arang batu dalam telah diterima. Pelaksanaan matlamat utama projek akan memungkinkan untuk memahami bagaimana mantel Bumi disusun, apabahan dan unsur membentuk zon peralihannya, serta untuk mengetahui had bawah penyebaran kehidupan di planet ini.
Pemahaman kita tentang struktur Bumi masih jauh dari sempurna. Sebabnya adalah kesukaran untuk meresap ke dalam usus. Walau bagaimanapun, kemajuan teknologi tidak berhenti. Kemajuan dalam sains mencadangkan bahawa kita akan mengetahui lebih banyak tentang ciri-ciri mantel dalam masa terdekat.
