Manto, genellikle dünya yüzeyiyle eşmerkezli olan üç ana sismik bölgeye ayrılabilir; üst manto, geçiş bölgesi (anormal hız gradyanları ile) ve alt manto. Bu alanlar için yoğunluk değerleri şekilde gösterilmiştir. Mantonun üst 400 km'si çok düşük yoğunluk gradyanları ile karakterize edilir ve geçiş bölgesinde yoğunlukta keskin bir artış olan alanlar vardır; 1050 km'den daha derinde, doğrudan mantonun tabanında bir geçiş bölgesi hariç, neredeyse çekirdek sınırına (2885 km derinlikte) uzanan geniş bir düşük yoğunluklu gradyan bölgesi vardır.

Mantonun mineral ve kimyasal bileşimi yoğunluk kadar iyi bilinmemektedir.

Mantonun mineral ve kimyasal bileşimi, yoğunluk kadar iyi bilinmemekle birlikte, mantoya uygulanan kısıtlamalardan bazı bilgiler elde edilebilir. fiziksel özellikler, meteorlar ve jeolojik malzemelerle ilgili verilerden.

1. Derinlikte ne tür kayaların bulunabileceğini belirlemek için fiziksel kısıtlamalar kullanılır. Yoğunluğa ek olarak, onunla yakından ilgili bir parametreyi de hesaba katmak gerekir - litostatik basınç (yani, üstteki kayaların ağırlığı tarafından üretilen basınç). Sıcaklık, erime ve konveksiyonla ilgili problemlerin değerlendirilmesinde de önemlidir. Manto içindeki basınç ve sıcaklık ve dolayısıyla ilgili yoğunluk değerleri biliniyorsa, bu kayaların manto için ne kadar temsil edildiğini belirlemek için sözde manto kayaçlarının örnekleri üzerinde fiziksel deneyler yapılabilir. Aşağıdaki metinde, derin manto malzemesinin olası bileşimi hakkında çeşitli varsayımlardan bahsedilmiştir ve yoğunluk, yüzey koşulları altındaki ölçümlerden ("sıfır" basınçta yoğunluk) verilmiştir.
2. Meteoritlerle ilgili veriler, maddenin olası bileşimleri hakkındaki varsayımları test etmemize izin verir. Dünyanın kondrit modeline dayanarak, Dünya'nın orijinal mantosu, kondritlerin silikat fazlarına benzetilebilir. Elemanların elektronik özelliklerine göre dağılımı teorisi ile birlikte, bu, toplu bileşime ve bileşimdeki derinlikle değişimin doğasına ek kısıtlamalar getirir.
3. Özellikle manto ile ilgili jeolojik malzemeler kilit öneme sahiptir. Dünya yüzeyinde bulunabilen manto kayaları arasında, ana rol, erime ürünleri - volkanik bazaltlar - ve muhtemelen manto malzemesinin içerdiği kapanımlar (ksenolitler, parçalar) tarafından oynanır. Mantonun olası bileşimi ile erime ürünleri arasındaki ilişki, mantonun en az 600 km'lik kısmının karakteristik sıcaklık ve basınçlarını yeniden üretmeyi mümkün kılan deneysel petrololoji yöntemleriyle belirlenir. Bazalt kaynaklarının derinliği, volkanik patlamalarla ilişkili depremlerden belirlenebileceği gibi, bu aralığa çok iyi uyuyor.

Başka bir jeolojik bilgi türü, kimberlit borularının incelenmesiyle sağlanır.

Diğer bir jeolojik bilgi türü ise manto derinliklerine kadar uzanan kimberlit boruları ve bindirme hareketleri sonucunda yüzeye çıkan hem okyanus kabuğu hem de üst manto kayalarını içeren ofiyolitlerin incelenmesiyle sağlanmaktadır.

Ofiyolitler o kadar önemlidir ki, mantonun bileşimini okyanus kabuğundan izole olarak düşünmek tamamen imkansızdır. Tabii ki, Dünya'nın üst kabukları hakkında, mantonun alt kısımlarından çok daha fazla bilgi var: burada hem örnekleme için erişilebilirlik hem de deney yapma olasılığı rol oynuyor.Burada, üç yoğunluk bölgesini ele alacağız. kabuk ve manto dinamiklerinin özelliklerinin ve evrimlerinin doğasının tanımlanmasına bir giriş görevi görecektir.

Üst manto: eklojit mi peridotit mi? Ön model. Mantonun bileşimini incelemeye yönelik yaklaşımlardan biri, neredeyse tüm okyanus kabuğunu oluşturan ve karada son derece yaygın olan bazaltları hangi maddenin oluşturabileceği sorusunu sormaktır. Böyle bir başlangıç ​​malzemesi arayışı, kolaylıkla iki tür kaya arasında bir seçime indirgenebilir: peridotitler ve eklojitler arasında.

1. "Peridotit", tipik olarak yaklaşık %80 olivin ve %20 piroksen içeren geniş bir ultrabazik kayaç grubunun ortak adıdır. Peridotitler, bazı genç dağ kıvrımlı kuşaklarında, belirli okyanus adalarında (esas olarak bazaltlardaki kapanımlar olarak) ve Güney Afrika ve Batı Avustralya gibi eski kıta bölgelerindeki elmaslı kimberlit borularında tektonik mercekler olarak ortaya çıkar. Katı madde ve gazların açığa çıkmasıyla birlikte volkanik patlamaların bir sonucu olarak oluşan kimberlit boruları, granat bakımından zengin peridotit, bir miktar eklojit (aşağıya bakınız) ve çoğu zaman elmas kapanımları içerir ve bunların tümü ince taneli çimento ile çevrelenmiştir. mikalı mineraller hakimdir.
2. Eklojit, yüksek basınç ve düşük sıcaklık koşulları altında oluşan metamorfik bir kayadır. Kimyasal bileşim açısından eklojitler bazaltlara yakındır. Mineralojik olarak, eklojitler yaklaşık olarak eşit miktarda alümina (yani alüminyumla zenginleştirilmiş) piroksen ve yoğun bir mineral olan granat içerir. Eklojitler (peridotitler gibi) Alpler ve Himalayalar gibi genç dağ kuşaklarında bulunur ve metamorfozlanmış bazaltlar olarak kabul edilir:

plajiyoklaz feldispat + piroksen + olivin bazalt
granat + alüminli piroksen + kuvars. eklojit

Dünyanın mantosunda eklojit ve peridotit arasındaki büyük fark

Eklojit ve peridotit arasındaki temel fark, eklojitin daha fazla granat içermesi, peridotitin ise olivin tarafından domine edilmesidir; ayrıca eklojit daha fazla piroksen içerir ve silika açısından daha zengindir.
Her iki durumda da, kabuk ile yerkabuğu arasındaki sınırın doğasını dikkate almak ilginçtir. manto - sismik Mohorovichich (M) bölümü. Bu sınırın üzerinde, okyanus kabuğu bazaltik bir bileşime sahiptir ve kıtasal kabuk kimyasal ve mineralojik olarak ondan keskin bir şekilde farklıdır (içinde tonalitler ve granülitler hakimdir.

Eğer (dönüşüme göre, üst manto eklojit bir bileşime sahipse, o zaman M okyanus bölümü, düşük sıcaklıktan aynı bazaltik bileşimin yüksek sıcaklıklı formuna bir faz geçişini temsil eder. Aksine, peridotit üst için manto, okyanus kesimi M bileşimdeki bir değişikliği yansıtır: bazaltik, ana kabuktan peridotit, ultrabazik üst mantoya Her iki durumda da, M'nin kıtasal bölümü bileşimdeki bir değişikliği yansıtmalıdır.
Kaya örneklerini uygun basınç ve sıcaklık koşulları altında testlere tabi tutan araştırmacılar, faz geçişi kavramının okyanus kesiti M. basıncının gözlemlenen derinlikleri ile uyuşmadığını ve bu nedenle eğer ilişkili değilse bazı sabit derinliklerde olduğunu buldular. sıcaklık gradyanının farklı değerleri ile. Daha yüksek sıcaklıklar genleşmeye neden olma eğilimindedir ve bu nedenle düşük yoğunluklu bazaltın varlığını desteklerken, daha düşük sıcaklıklar, gerekli basınç mevcutsa daha yoğun eklojiti destekler.

Mohorovichich arayüzündeki ve üst mantodaki basınç ve sıcaklık koşulları nelerdir?

P basıncı, üzerini örten malzemenin yoğunluğunun derinliğine bağlı olarak değişir. Basitlik için, Dünya'nın üst birkaç yüz kilometresinin ortalama 3300 kg / m3 yoğunluğa sahip olduğunu varsayarsak, o zaman şunu elde ederiz:
P = 3,3 107hN/m2,
burada h derinliği kilometre olarak ifade edilir. Veya jeolojide daha tanıdık olan birimleri kullanarak şunları yazabilirsiniz:
P = 0.33ft kbar.
Sıcaklık gradyanı, kayaların özgül ısı üretimi, ısıl iletkenlik katsayıları ve ısı transfer-konveksiyon veya ısıl iletkenlik tipi gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Yüzeye yakın kabuklu kayaçlar, daha derin manto malzemelerinden nispeten daha serttir; bu nedenle, içlerinde konveksiyon yoluyla ısı transferi zordur. Ayrıca, herhangi bir varsayılan manto kayacından daha fazla radyojenik ısı kaynağı içerirler; bu nedenle, kabuk en yüksek sıcaklık gradyanları ile karakterize edilir.

Sığ kayalar için sıcaklık gradyan değerleri

Sığ kayaçlar için (kuyularda ölçülen) sıcaklık gradyan değerlerinin 20 ile 40 °C/km arasında olduğu tespit edilmiştir, ancak bu değerler mantonun 2.900 km'sinin tamamı için tahmin edilemez. Manto kayaçlarının düşük ısı üretimi ve plastik özelliklerine ek olarak, dış çekirdeğin sıcaklığı için makul bir sınırın yaklaşık 4000 ° C olduğunu biliyoruz. Derin mantoda, sıcaklık gradyanı adyabatik gradyan seviyesine, yani. yaklaşık 0,3 ° C / km'ye kadar. Bu tür eğrisel jeotermler, katı, yüksek düzeyde süperadyabatik iletken katmanda (kabuk ve en üst manto) dik gradyan alanlarını ve aşağıdaki zayıf süperadyabatik, konvektif katmanda daha yumuşak gradyanları içerir.
Bu belirgin özelliklere ek olarak, yüzeye yakın okyanus ve kıta bölgelerindeki sıcaklık gradyanları arasında daha az fark edilir farklılıklar da vardır. Bunun nedeni neredeyse aynı değerler denge okyanus ve kıtasal ısı akışı. Bilinen kıtasal kayaçlar, çoğu okyanus kayacından önemli ölçüde daha yüksek ısı üretimi ile karakterize edildiğinden, okyanusların altındaki üst mantodaki sıcaklıkların kıtaların altındakinden daha yüksek olması gerektiği varsayılır.

Şimdi bazalt-eklojit faz geçişi ile ilgili deneysel verilere dönebiliriz. Bu sınırın tam konumu kesin olarak belirlenmemiştir, ancak derinlikteki sıcaklık ne kadar yüksek olursa, faz geçişi o kadar derin olur. Bu nedenle, yüksek jeotermal eğime sahip alanlarda, eklojit üst manto durumunda M kesiti, kıtalar gibi daha düşük eğimli alanlara göre daha derin olacaktır (A noktası). Jeotermal gradyan ile Mohorovichich'in sismik bölümünün derinliği arasında bu tür bir ilişki bulunamamıştır; ek olarak, eklojit görünümünün M okyanus bölümünde mümkün olanlardan daha yüksek basınçlar gerektirdiği bilinmektedir. Ve eklojit modelinin son "tabuttaki çivisi", kimyasal olarak özdeş bazaltik elde etmek için %100 erime ihtiyacıdır. magma. Tamamen sıvı bir katmanın, gerçekte gerçekleşmeyen S dalgalarını tamamen söndürmesi gerekir. Gözlenen zayıf sönüm sadece küçük (yüzde birkaç) kısmi erimeye karşılık gelir, bu nedenle peridotit modeli lehindedir. Dolayısıyla eklojitin bileşim olarak bazalta çok yakın olması, bazalt için başlangıç ​​malzemesi olduğu anlamına gelmez; tam tersine, böyle bir olasılığı tamamen dışlar!

Dünyanın Mantosu videosu

Birçok insan, Dünya gezegeninin sismik (tektonik) anlamda bir çekirdek, manto ve litosferden (kabuk) oluştuğunu bilir. Mantonun ne olduğuna bakacağız. Çekirdek ve korteks arasında oturan bir katman veya ara kabuktur. Manto, Dünya gezegeninin hacminin %83'ünü oluşturur. Ağırlığı alırsak, Dünya'nın %67'si mantodur.

İki katman manto

Yirminci yüzyılın başlarında bile mantonun homojen olduğuna inanılıyordu, ancak yüzyılın ortalarında bilim adamları, iki katmandan oluştuğu sonucuna vardılar. Çekirdeğe yakın katman alt mantodur. Litosferi sınırlayan katman üst mantodur. Üst manto, yaklaşık 600 kilometre boyunca Dünya'nın derinliklerine iner. Alt mantonun alt sınırı 2900 kilometreye kadar derinlikte bulunur.

Manto neyden yapılmıştır

Bilim adamları henüz mantoya yaklaşmadılar. Henüz hiçbir sondaj, ona yaklaşmayı mümkün kılmadı. Bu nedenle, tüm araştırmalar deneysel olarak değil, teorik ve dolaylı olarak yapılır. Bilim adamları, dünyanın mantosu hakkındaki sonuçlarını öncelikle jeofizik araştırmalara dayanarak yaparlar. Hesaplama, elektriksel iletkenliği, sismik dalgaları, yayılma hızlarını, gücünü hesaba katar.

Japon bilim adamları, okyanus kayalarını delerek dünyanın mantosuna yaklaşma niyetlerini açıkladılar, ancak şu ana kadar planları henüz uygulanmadı. Okyanusun dibinde, yer kabuğunun en ince olduğu bazı yerler zaten bulundu, yani mantonun üst kısmını delmek sadece 3000 km alacak. Zorluk, sondajın okyanusun dibinde yapılması gerektiği ve aynı zamanda matkabın süper güçlü kayalardan geçmesi gerektiği gerçeğinde yatmaktadır ve bu, bir ipin kuyruğu tarafından yapılan bir girişimle karşılaştırılabilir. yüksüğün duvarlarını kırmak için. Kuşkusuz, doğrudan mantodan alınan kaya örneklerini inceleme fırsatı, yapısı ve bileşimi hakkında daha doğru bir fikir verecektir.

Elmaslar ve Peridotlar

Çeşitli jeofizik ve sismik süreçlerin bir sonucu olarak dünya yüzeyinde ortaya çıkan manto kayaçları da bilgilendiricidir. Örneğin, elmaslar manto kayalarına aittir. Araştırmacılar, bazılarının alt mantodan yükseldiğini öne sürüyor. En yaygın ırklar peridotlardır. Genellikle volkanik patlamalarla lavlara atılırlar. Manto kayalarının incelenmesi, bilim adamlarının mantonun bileşimi ve ana özellikleri hakkında kesin bir doğrulukla konuşmalarını sağlar.

Sıvı hal ve su

Manto, magnezyum ve demir ile doymuş silikat kayalarından oluşur. Mantoyu oluşturan tüm maddeler kızgın haldedir. erimiş, sıvı halde, çünkü bu katmanın sıcaklığı oldukça yüksek - iki buçuk bin dereceye kadar. Su aynı zamanda Dünya'nın mantosunun bir parçasıdır. Kantitatif olarak, dünya okyanuslarından 12 kat daha fazla var. Mantodaki su stoğu öyledir ki, yeryüzüne sıçrarsa, su yüzeyden 800 metre yükselir.

Mantodaki süreçler

Manto sınırı düz bir çizgi değildir. Aksine bazı yerlerde örneğin Alplerde, okyanusların dibinde manto yani mantoya ait kayalar Dünya yüzeyine oldukça yaklaşır. Yerkabuğunda ve yer yüzeyinde olanları etkileyen mantoda meydana gelen fiziksel ve kimyasal süreçlerdir. Dağların oluşumundan, okyanuslardan, kıtaların hareketinden bahsediyoruz.

Mantoda var çoğu yeryüzü meselesi. Manto başka gezegenlerde de bulunur. Dünya'nın mantosu 30 ila 2.900 km arasında değişmektedir.

Sismik verilere göre sınırları içinde aşağıdakiler ayırt edilir: üst manto tabakası V 400 km'ye kadar derinlik ve İLE BİRLİKTE 800-1000 km'ye kadar (bazı araştırmacılar katmanı İLE BİRLİKTE orta manto denir); alt manto tabakası D önce geçiş katmanı ile derinlik 2700 D1 2700'den 2900 km'ye kadar.

Kabuk ve manto arasındaki sınır, Mohorovichich veya kısaca Moho sınırıdır. Üzerinde sismik hızlarda keskin bir artış var - 7'den 8-8.2 km / s'ye. Bu sınır, 7 (okyanusların altında) ila 70 kilometre (altında) derinlikte bulunur. katlanmış kemerler). Dünyanın mantosu bir üst manto ve bir alt mantoya bölünmüştür. Bu jeosferler arasındaki sınır, yaklaşık 670 km derinlikte bulunan Golitsyn tabakasıdır.

Çeşitli araştırmacıların görüşlerine göre Dünya'nın yapısı

Yerkabuğunun ve mantosunun bileşimindeki fark, kökenlerinin bir sonucudur: kısmi erimenin bir sonucu olarak başlangıçta homojen olan Dünya, eriyebilir ve hafif bir parçaya bölünmüştür - bir kabuk ve yoğun ve refrakter bir manto.

Manto hakkında bilgi kaynakları

Dünya'nın mantosuna doğrudan araştırma için erişilemez: Dünya yüzeyine çıkmaz ve derin sondajla ulaşılmaz. Bu nedenle manto ile ilgili bilgilerin çoğu jeokimyasal ve jeofizik yöntemlerle elde edilmiştir. Jeolojik yapısı ile ilgili veriler oldukça sınırlıdır.

Manto aşağıdaki verilere göre incelenir:

• Jeofizik veriler. Her şeyden önce, sismik dalga hızları, elektriksel iletkenlik ve yerçekimi ile ilgili veriler.
• Manto erir - mantonun kısmen erimesi sonucu bazaltlar, komatiitler, kimberlitler, lamproitler, karbonatitler ve diğer bazı magmatik kayaçlar oluşur. Eriyiğin bileşimi, erimiş kayaların bileşiminin, erimenin inter-anizminin ve erime sürecinin fizikokimyasal parametrelerinin bir sonucudur. Genel olarak, kaynağın eriyikten yeniden oluşturulması zor bir iştir.
• Manto eriyikleri ile yüzeye taşınan manto kaya parçaları - kimberlitler, alkali bazaltlar, vb. Bunlar ksenolitler, ksenokristaller ve elmaslardır. Manto ile ilgili bilgi kaynakları arasında elmaslar özel bir yere sahiptir. Elmaslarda, muhtemelen alt mantodan bile kaynaklanan en derin mineraller bulunur. Bu durumda, bu elmaslar, doğrudan çalışma için mevcut olan dünyanın en derin parçalarını temsil eder.
• Manto yerkabuğunda kayalar. Bu tür kompleksler, mantoya büyük ölçüde karşılık gelir, ancak ondan farklıdır. En önemli fark, yerkabuğunun bileşiminde olmaları gerçeğindedir; bundan, oldukça sıradan olmayan süreçlerin bir sonucu olarak oluştukları ve belki de tipik bir mantoyu yansıtmadıkları anlaşılmaktadır. Aşağıdaki jeodinamik ayarlarda bulunurlar:

1. Alp tipi hiperbazitler, dağ oluşumunun bir sonucu olarak yer kabuğuna gömülü olan manto parçalarıdır. En yaygın olanı, adının geldiği Alpler'dir.
2. Ofiyolit hiperbazitler - ofiyolit komplekslerinin bir parçası olarak peredotitler - eski okyanus kabuğunun parçaları.
3. Abisal peridotitler, okyanusların veya yarıkların dibindeki manto kayalarının çıkıntılarıdır.

Bu kompleksler, içlerinde farklı kayaçlar arasındaki jeolojik ilişkilerin gözlemlenebilmesi avantajına sahiptir.

Kısa süre önce, Japon kaşiflerin okyanus kabuğunu mantoya kadar delmeyi planladıkları açıklandı. Bunun için Chikyu gemisi inşa edildi. Sondajın 2007 yılında başlaması planlanmaktadır.

Bu parçalardan elde edilen bilgilerin en büyük dezavantajı, farklı kaya türleri arasında jeolojik ilişkiler kurmanın imkansız olmasıdır. Bunlar yapboz parçaları. Bir klasiğin dediği gibi, “ksenolitler tarafından manto kompozisyonunun belirlenmesi, belirleme girişimlerine benzer. jeolojik yapı nehrin onlardan gerçekleştirdiği çakıl taşları üzerindeki dağlar. "

manto bileşimi

Manto esas olarak ultrabazik kayaçlardan oluşur: peridotitler (lherzolitler, harzburgitler, wehrlitler, piroksenitler), dünitler ve daha az ölçüde temel kayaçlar - eklojitler.

Ayrıca manto kayaçları arasında yerkabuğunda bulunmayan nadir kaya türleri bulunur. Bunlar çeşitli flogopit peridotitleri, grospiditler, karbonatitlerdir.

Manto yapısı

Mantoda meydana gelen süreçler, kıtaların hareketine, volkanizma, depremler, dağ oluşumu ve cevher yataklarının oluşumuna neden olarak yer kabuğu ve yüzeyi üzerinde en doğrudan etkiye sahiptir. Mantonun kendisinin gezegenin metal çekirdeğinden aktif olarak etkilendiğine dair artan kanıtlar var.

Konveksiyon ve tüyler

bibliyografya

• Pushcharovsky D.Yu., Pushcharovsky Yu.M. Dünyanın mantosunun bileşimi ve yapısı // Soros Educational Journal, 1998, Sayı 11, s. 111-119.
• A.A. Kovtun Dünyanın elektriksel iletkenliği // Soros Eğitim Dergisi, 1997, Sayı 10, s. 111-117

Bir kaynak: Koronovskiy N.V., Yakushova A.F. "Jeolojinin Temelleri", M., 1991

Bağlantılar

• Yerkabuğu ve Üst Manto Görüntüleri // Uluslararası Jeolojik Korelasyon Programı (IGCP), Proje 474

Bornoz (katmanlar B / C / D): üst, alt bornoz

Bu jeosfer, Dünya'nın en büyük elementidir - hacminin %83'ünü kaplar ve kütlesinin yaklaşık %66'sını oluşturur ve yüzeyden yaklaşık 2.900 km derinliğe kadar uzanır. Yeterince kompleksi var iç yapı, birkaç sınır içerir. Yukarıda, yerkabuğundan, 1909'da Yugoslav sismolog A. Mohorovich (1857-1936) tarafından keşfedilen ve onuruna adlandırılan Mohorovich'in yüzeyi ile ayrılır (kısaltılmış olarak Moho sınırı veya M sınırı olarak adlandırılır) ; aşağıdan, Wichert-Gutenberg yüzeyi veya sadece 1914'te Alman sismolog B. Gutenberg (1889-1960) tarafından keşfedilen Gutenberg sınırı (G sınırı) ile sınırlıdır. Fiziksel parametrelerin değerlerine göre, manto üst mantoya (katman B veya Gutenberg tabakası, 400 km kalınlığında ve C tabakası, 800-1000 km'ye kadar) ve alt mantoya (d tabakasından a'ya kadar) ayrılır. geçiş katmanı D1 ile 2900 km derinlik - 2700'den 2900 km'ye kadar ). Bazı araştırmacılar orta mantoyu (C tabakası veya Rus sismolog Boris Borisovich Golitsyn'in (1862-1916) adını taşıyan Golitsyn tabakası) ayırt eder.

Gutenberg tabakasının içinde, 70-150 km derinliklerde, muhtemelen manto malzemesinin erime merkezlerinin geliştiği belirli özelliklere sahip bir alan gözlenir. Gutenberg tabakasının bu kısmı da ayrı olarak kabul edilir ve astenosfer olarak adlandırılır. Yerkabuğu, Gutenberg tabakasının katı kısmı ile birlikte, litosfer veya Dünya'nın taşlı kabuğu olarak adlandırılan astenosfer üzerinde uzanan tek bir sert tabaka oluşturur. Özünde, litosfer, mantonun geri kalanından yarı sıvı bir astenosfer kuşağı ile ayrılmış bir tür jeosferdir.

Manto malzemesinin bileşimi, belirli bir derinlikteki sıcaklık ve basınca bağlı olarak çeşitli modifikasyonlarda olan minerallerle, özellikle silikatlarla temsil edilir, bu nedenle bazen manto, Dünya'nın silikat kabuğu olarak da adlandırılır.

Dünya'nın derin yapısının özellikleri büyük ölçüde tam olarak sismik yöntemlerle belirlendiğinden, Dünya'nın içindeki sınırlar ve katmanlar, seçkin sismologların adını almıştır.

2920 km derinlikte alt sınırı olan manto, üst (410 km derinlikte alt sınır ile B tabakası), orta (410-1000 km derinliğe sahip C tabakası) ve alt (katman D ile) olarak ayrılır. 1000-2920 km derinliklerde, aslında alt manto D'ye "1000-2700 km derinliklerde ve manto ile çekirdek D arasındaki geçiş tabakası" 2700-2920 km derinliklerde ayrışır. B tabakasında, yaklaşık 100-300 km derinliklerde, astenosfer olarak adlandırılan, rijitliği, ce ve cs hızları ve viskozitesi azaltılmış bir tabaka ayırt edilir; B tabakasının üstteki kısmı ile birlikte kabuk litosfer denir.

Oluşum derinliği

Mantonun hacmi Dünya'nın hacminin %83'ü, kütlesi ise gezegenimizin kütlesinin %67'sidir. Manto, başta üst ve alt mantolar olmak üzere birkaç jeosfere bölünmüştür. Aralarında keskin bir sınır yoktur, geleneksel olarak 900 km derinlikte uzanır. Üst manto ayrıca birkaç küresel bölgeye bölünmüştür.

Toplama durumu, yoğunluk

Mantonun yoğunluğu üst katmanlarda 3.5'ten çekirdek sınırında 5.5 g / cm3'e yükselir. Manto malzemesinin sıcaklığı buna göre yaklaşık 500 ° ila 3800 ° arasında artar. Yüksek sıcaklığa rağmen, manto katıdır. Üst ve alt manto arasındaki sınır, dünya yüzeyinden 900-1000 km derinlikte bulunur.

Yüksek basıncın etkisi altında, Dünya'nın mantosu, yüksek sıcaklığa rağmen, sıcaklığın etkisinin basınç etkisinden daha güçlü olduğu üst mantonun alt kısmı hariç, muhtemelen kristal bir haldedir. Erimiş veya amorf olan bu bölgeye astenosfer denir. Yerkabuğu ve üst mantonun bir kısmı da dahil olmak üzere, katı Dünya'nın dış tabakasına litosfer denir. Litosfer, astenosfer üzerinde yer alır ve sınırları boyunca ezici sayıda deprem odaklarının bulunduğu yaklaşık 10 büyük levhaya bölünmüştür. Litosferde çatlaklar ortaya çıktığında, astenosferin magması, güçlü volkanik patlamalara eşlik eden yüksek basıncın etkisi altında Dünya yüzeyinde dökülür.

Kimyasal bileşim

Üst manto ultrabazik kayaçlardan oluşur. Bunlar esas olarak ortalama bir bileşime sahip granat lherzolitlerdir: olivin - %64, ortopiroksen - %27, klinopiroksen - %3, granat - %6. Ringwood bu kayaya pirolit adını verdi. Demir içeriği, yani bu kayaçların ve minerallerin FeO / (MgO + FeO) oranının değeri 0.07 - 0.12 aralığındadır. Manto pirolitinde kıtaların altında eklojit birikimleri görülmektedir. Manto malzemesinin yoğunluğu derinlikle artar. Yoğunluktaki yumuşak bir artışın arka planına karşı, 220, 400, 500, 670, vb. Derinliklerde büyümesinde de sıçramalar vardır. Yoğunluktaki yumuşak artış, minerallerin yapılarındaki atomlar arası mesafelerdeki azalmadan kaynaklanmaktadır. yüksek litostatik basınç koşulları altında atomların boyutunda bir azalma ve anyonlar ve katyonlar farklı oranlarda azaldığından, belirli derinliklerde, mineral maddenin faz yapısal yeniden düzenlemeleri, daha az yoğun yapıların kaybolması ve daha fazla görünümün ortaya çıkmasıyla aniden meydana gelir. yoğun olanlar. Örneğin olivin (Mg, Fe) 2 SiO4, 400 km derinlikte kaybolur ve atomlarından wadsleyit oluşur.

Üst manto malzemesinin kimyasal bileşimi (ağırlıkça %) SiO2 - %45,16, TiO2 - %0,22, Al2O3 - %3,97, MgO - %38,30, FeO - %7,82, CaO - %3,50, Na2O - %0,33 içerir. , K2O - %0.03 vb. Manto minerallerinin anyonunun oksijen, ana katyonlarının Si ve Mg olduğu görülebilir. Mantonun malzemesi, magnezyum silikatlardan oluşan% 83.46 ve magnezyum, demir, alüminyum, kalsiyum silikatlarından% 99'dur. Tüm kalan kimyasal elementler%1'e tekabül etmektedir. Bu nedenle mantonun ana petrojenik elementleri O, Si, Mg, minör olanlar Fe, Al, Ca olacak ve diğer tüm elementler küçük elementler olarak kabul edilmelidir. Mantonun küçük elemanları genellikle uyumlu ve uyumsuz olarak ayrılır. Uyumlu olan elementler, manto minerallerinin yapılarındaki majör ve minör elementler için kolaylıkla izomorfik ikamelerdir. Örneğin, Ni, Co, Mg ve Fe ile iyi uyumludur ve Cr, Al ile iyi uyumludur. Uyumsuz öğeler boyut, ücret, tür bakımından çok farklıdır Kimyasal bağ mantonun ana ve minör elementlerindendir ve bu nedenle manto minerallerinin yapılarında izomorfik olarak onları değiştiremezler. Örneğin: K, Rb, Cs, Sn, W, Ta, Nb, Mo, P, Cu, Pb, As, Hg, Sb, Bi, B, C, S, U, Th, vb.

Manto, 20 (ortalama) ila 2900 km arasındaki derinliklerde bulunur Bu ara kabuk, dünyanın hacminin% 80'inden fazlasını kaplar Her biri az çok homojen olan birkaç eşmerkezli katmana sahiptir: üst (B), orta (C) ve alt (D ) Üst manto (20-400 km) magnezyum ve demirce zengin dünit - silikat kayalardan oluşur.Aşağıda, dünit muhtemelen sıkıştırılmış bir gabro çeşidine dönüşür. Orta mantoda (400-1000 km), minerallerin en fizikokimyasal dönüşümleri meydana gelir: kristal kafesler, elektron kabukları sıkıştırılır, atomlar sıkıca sıkıştırılır. Alt mantoda (1000-2900 km), kayalar metallerin özelliklerini kazanır.

Üst manto veya astenosfer, yerkabuğu ile birlikte tektonosferi oluşturur.Astenosfer, maddesi yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 1200 ° C) nedeniyle yumuşatılmış tektonik hareketlerde özellikle önemli bir rol oynar. sismik dalgaların yayılma hızındaki bir azalma ile plastik özelliklere sahip olan ve katı kayaları kendi üzerinde tutan Astenosfer, mekanik ve fizikokimyasal açıdan kararsızdır ve bu nedenle maddenin yükselen ve alçalan hareketlerinin kaynağı olarak hareket eder.

Mantonun silikon, magnezyum ve demir oksit bileşiklerinden oluştuğuna inanılmaktadır. İçinde derinlikle birlikte basınç artar ve maddenin yoğunluğu üst katmanlarda 3,3 g/cm3'ten alt katmanlarda 5,5 g/cm8'e değişir. Çekirdek sınırındaki yüksek sıcaklığa rağmen (yaklaşık 3800°C), alt mantodaki malzeme çok yüksek basınç altında olduğu için katı haldedir.

İç yapı

Genel yapı Dünya gezegeni

Dünya diğer gezegenler gibi karasal grup, katmanlı bir iç yapıya sahiptir. Sert silikat kabuklardan (kabuk, aşırı viskoz manto) ve bir metal çekirdekten oluşur. Çekirdeğin dış kısmı sıvıdır (mantodan çok daha az viskoz) ve iç kısım katıdır. Yüzeyden derinlemesine Dünya'nın jeolojik katmanları:

Gezegenin iç ısısı büyük olasılıkla potasyum-40, uranyum-238 ve toryum-232 izotoplarının radyoaktif bozunmasıyla sağlanır. Her üç element de bir milyar yıldan fazla yarı ömre sahiptir. Gezegenin merkezinde sıcaklık 7.000 K'ye yükselebilir ve basınç 360 GPa'ya (3,6 milyon atm) ulaşabilir. Çekirdeğin termal enerjisinin bir kısmı, tüyler yoluyla yer kabuğuna aktarılır. Tüyler sıcak noktalara ve tuzaklara yol açar.

yerkabuğu

Yerkabuğu, katı dünyanın üstüdür. Mantodan, sismik dalga hızlarında keskin bir artış olan bir sınırla - Mohorovichich sınırıyla ayrılır. İki tür kabuk vardır - kıtasal ve okyanusal. Kabuğun kalınlığı okyanusun altında 6 km, kıtalarda ise 30-50 km arasında değişmektedir. Kıtasal kabuğun yapısında üç jeolojik katman ayırt edilir: tortul örtü, granit ve bazalt. Okyanus kabuğu esas olarak temel kayalardan ve ayrıca tortul bir örtüden oluşur. Yerkabuğu çeşitli boyutlara ayrılmıştır litosferik plakalar birbirine göre hareket ediyor. Bu hareketlerin kinematiği, levha tektoniği ile tanımlanır.

Dünya'nın Mantosu

Derinlik km Katman Yoğunluğu g / cm³

0-60 Litosfer (bazı yerlerde 5 ila 200 km arasında değişir)

0-35 Kora (bazı yerlerde 5 ila 70 km arasında değişir) 2.2-2.9

35-2890 Manto 3.4-5.6

100-700 Astenosfer

2890-5100 Dış çekirdek 9.9-12.2

5100-6378 İç çekirdek 12.8-13.1

Dünya'nın Mantosu

Manto, esas olarak peridotitler - magnezyum, demir, kalsiyum vb. Silikatlardan oluşan kayalardan oluşan, Dünya'nın silikat bir kabuğudur. Manto kayalarının kısmi erimesi, yüzeye çıkarken yer kabuğunu oluşturan bazaltik ve benzeri eriyiklere yol açar. .

Manto, Dünya'nın tüm kütlesinin %67'sini ve Dünya'nın toplam hacminin yaklaşık %83'ünü oluşturur. Yerkabuğu ile sınırın 5-70 kilometre altından, 2900 km derinlikte çekirdek sınırına kadar uzanır. Manto, çok çeşitli derinliklerde bulunur ve maddedeki basınç artışıyla, minerallerin giderek daha yoğun bir yapı kazandığı faz geçişleri meydana gelir. En önemli dönüşüm 660 kilometre derinlikte gerçekleşir. Bu faz geçişinin termodinamiği, bu sınırın altındaki manto maddesinin içinden geçemeyeceği şekildedir ve bunun tersi de geçerlidir. 660 kilometrelik sınırın üstünde üst manto ve sırasıyla alt manto bulunur. Mantonun bu iki kısmı farklı bileşime sahiptir ve fiziki ozellikleri... Alt mantonun bileşimi hakkındaki bilgiler sınırlı ve doğrudan veri sayısı çok az olsa da, bileşiminin Dünya'nın oluşumundan bu yana, dünyanın oluşumunu doğuran üst mantodan önemli ölçüde daha az değiştiği güvenle iddia edilebilir. kabuk.

Mantodaki ısı transferi, minerallerin plastik deformasyonu yoluyla yavaş konveksiyonla gerçekleşir. Manto konveksiyonu sırasında maddenin hareket oranları yılda birkaç santimetre mertebesindedir. Bu konveksiyon, litosferik plakaları çalıştırır. Üst mantodaki konveksiyon ayrı ayrı gerçekleşir. Daha da karmaşık bir konveksiyon yapısı öneren modeller var.