Il mantello terrestre è la parte della geosfera situata tra la crosta e il nucleo. Contiene gran parte dell'intera sostanza del pianeta. Lo studio del mantello è importante non solo in termini di comprensione della struttura interna della Terra. Può far luce sulla formazione del pianeta, dare accesso a composti e rocce rari, aiutare a comprendere il meccanismo dei terremoti e il movimento delle placche litosferiche. Tuttavia, ottenere informazioni sulla composizione e le caratteristiche del mantello non è facile. La gente non sa ancora come perforare pozzi così profondi. Il mantello terrestre è ora studiato principalmente utilizzando le onde sismiche. E anche modellando in laboratorio.
La struttura della Terra: mantello, nucleo e crosta
Secondo i concetti moderni, la struttura interna del nostro pianeta è divisa in diversi strati. Quella superiore è la crosta, poi giacciono il mantello e il nucleo della Terra. La crosta è un guscio duro diviso in oceanico e continentale. Il mantello terrestre è separato da esso dal cosiddetto confineMohorovicic (dal nome del sismologo croato che ne stabilì l'ubicazione), caratterizzato da un brusco aumento delle velocità delle onde sismiche di compressione.
Il mantello costituisce circa il 67% della massa del pianeta. Secondo i dati moderni, può essere diviso in due strati: superiore e inferiore. Nel primo si distingue anche lo strato di Golitsyn o il mantello medio, che è una zona di transizione dalla parte superiore a quella inferiore. In generale, il mantello si estende da 30 a 2900 km.
Il nucleo del pianeta, secondo gli scienziati moderni, è costituito principalmente da leghe di ferro e nichel. Inoltre è diviso in due parti. Il nucleo interno è solido, il suo raggio è stimato in 1300 km. Esterno - liquido, ha un raggio di 2200 km. Tra queste parti si distingue una zona di transizione.
Litosfera
La crosta e il mantello superiore della Terra sono accomunati dal concetto di "litosfera". È un guscio duro con aree stabili e mobili. Il guscio solido del pianeta è costituito da placche litosferiche, che dovrebbero muoversi attraverso l'astenosfera: uno strato piuttosto plastico, probabilmente un liquido viscoso e altamente riscaldato. Fa parte del mantello superiore. Va notato che l'esistenza dell'astenosfera come guscio viscoso continuo non è confermata da studi sismologici. Lo studio della struttura del pianeta ci permette di identificare diversi strati simili posti verticalmente. Nella direzione orizzontale, l'astenosfera, a quanto pare, è costantemente interrotta.
Metodi di studio del mantello
Gli strati sotto la crosta sono inaccessibilistudio. L'enorme profondità, il costante aumento della temperatura e l'aumento della densità rappresentano un serio problema per ottenere informazioni sulla composizione del mantello e del nucleo. Tuttavia, è ancora possibile immaginare la struttura del pianeta. Quando si studia il mantello, i dati geofisici diventano le principali fonti di informazione. La velocità delle onde sismiche, la conduttività elettrica e la gravità consentono agli scienziati di formulare ipotesi sulla composizione e altre caratteristiche degli strati sottostanti.
Inoltre, alcune informazioni possono essere ottenute da rocce ignee e frammenti di rocce del mantello. Questi ultimi includono diamanti, che possono dire molto anche sul mantello inferiore. Le rocce del mantello si trovano anche nella crosta terrestre. Il loro studio aiuta a capire la composizione del mantello. Tuttavia, non sostituiranno i campioni prelevati direttamente dagli strati profondi, poiché a causa di vari processi che si verificano nella crosta, la loro composizione è diversa dal mantello.
Mantello della Terra: Composizione
Le meteoriti sono un' altra fonte di informazioni su cos'è il mantello. Secondo i concetti moderni, le condriti (il gruppo più comune di meteoriti sul pianeta) hanno una composizione vicina al mantello terrestre.
Dovrebbe contenere elementi che erano allo stato solido o erano allo stato solido durante la formazione del pianeta. Questi includono silicio, ferro, magnesio, ossigeno e alcuni altri. Nel mantello si combinano con il biossido di silicio per formare i silicati. Ai silicati di magnesio si trovano nello strato superiore, la quantità di silicato di ferro aumenta con la profondità. Nel mantello inferiore, questi composti si decompongono in ossidi (SiO2, MgO, FeO).
Di particolare interesse per gli scienziati sono le rocce che non si trovano nella crosta terrestre. Si presume che ci siano molti di questi composti (grospiditi, carbonatiti, ecc.) nel mantello.
Livelli
Diamo un'occhiata più da vicino alla lunghezza degli strati del mantello. Secondo gli scienziati, quelli superiori occupano un raggio di circa 30-400 km dalla superficie terrestre. La prossima è la zona di transizione, che va più in profondità per altri 250 km. Il livello successivo è il fondo. Il suo confine si trova a una profondità di circa 2900 km ed è in contatto con il nucleo esterno del pianeta.
Pressione e temperatura
Man mano che ti sposti più in profondità nel pianeta, la temperatura aumenta. Il mantello terrestre è sottoposto a una pressione estremamente elevata. Nella zona dell'astenosfera, l'effetto della temperatura prevale, quindi qui la sostanza si trova nel cosiddetto stato amorfo o semifuso. Più sotto pressione, diventa solido.
Studi del mantello e del confine mohorovicico
Il mantello della Terra ossessiona gli scienziati da molto tempo. Nei laboratori sono in corso esperimenti su rocce che presumibilmente fanno parte degli strati superiore e inferiore, permettendoci di comprendere la composizione e le caratteristiche del mantello. Pertanto, gli scienziati giapponesi hanno scoperto che lo strato inferiore contiene una grande quantità di silicio. Il mantello superiore contiene riserve d'acqua. Lei viene dala crosta terrestre, e da qui penetra anche in superficie.
La superficie di Mohorovicic è di particolare interesse, la cui natura non è del tutto chiara. Studi sismologici suggeriscono che a un livello di 410 km sotto la superficie si verifica un cambiamento metamorfico delle rocce (diventano più dense), che si manifesta in un forte aumento della velocità delle onde. Si presume che le rocce bas altiche nell'area del confine di Mohorović si trasformino in eclogite. In questo caso, la densità del mantello aumenta di circa il 30%. Esiste un' altra versione, secondo la quale il motivo del cambiamento nella velocità delle onde sismiche risiede nel cambiamento nella composizione delle rocce.
Cikyu Hakken
Nel 2005, una nave Chikyu appositamente attrezzata è stata costruita in Giappone. La sua missione è fare un record in profondità nel fondo dell'Oceano Pacifico. Gli scienziati propongono di prelevare campioni delle rocce del mantello superiore e del confine mohorovichico per ottenere risposte a molte domande relative alla struttura del pianeta. Il progetto è previsto per il 2020.
Va notato che gli scienziati non hanno solo rivolto la loro attenzione alle profondità oceaniche. Secondo gli studi, lo spessore della crosta sul fondo dei mari è molto inferiore a quello dei continenti. La differenza è significativa: sotto la colonna d'acqua nell'oceano bastano solo 5 km per superare il magma in alcune zone, mentre sulla terraferma questa cifra sale a 30 km.
Ora la nave è già in funzione: sono stati ricevuti campioni di giacimenti di carbone profondi. L'attuazione dell'obiettivo principale del progetto consentirà di capire come è disposto il mantello terrestre, cosasostanze ed elementi costituiscono la sua zona di transizione, oltre a scoprire il limite inferiore della diffusione della vita sul pianeta.
La nostra comprensione della struttura della Terra è tutt' altro che completa. La ragione di ciò è la difficoltà di penetrare nelle viscere. Tuttavia, il progresso tecnologico non si ferma. I progressi della scienza suggeriscono che sapremo molto di più sulle caratteristiche del mantello nel prossimo futuro.
