Maan vaipan

Geologia, geofysiikan Maan vaippa on yksi samankeskinen kuoret, jotka muodostavat maapallon. Se on kiinteä kirjekuori, erittäin korkean viskositeetin, välillä kuori ja ydin, jonka paksuus on noin 2970 km.

Se edustaa 84% tilavuudesta koko maapallon, ja on pääosin muodostuu ultramafisissa Rock vakaa korkeassa paineessa ja runsaasti rautaa ja magnesiumia, kuten magnesifere oliviini, granaatti magnesiferi, spinels, orto- ja clinopyroxene ylemmän vaipan ja useita perovskiittien silikaatin alemman vaipan. Paine yhteystiedot vaippa / ulompi ydin on arviolta puoli miljoonaa tiloissa.

Turkki on pääasiallisesti kiinteää ja alareunassa on kosketuksissa kuuma ydin maa runsaasti rautaa, joka sen sijaan vie 15% tilavuudesta maapallon. Past jaksot sulaminen ja tulivuoret matalammissa tasoilla takki valmistettu ohut kuori kiteytetty tuote suli lähellä pintaa, johon elämme. Kaasujen aikana fuusio vaipan Maan oli suuri vaikutus koostumus ja runsaus maapallon ilmakehää. Tietoa rakenteen ja koostumuksen vaipan on geofysiikan tutkimus tai analyysi suoraan geotieteellisten xenoliths peräisin maapallon vaipan.

Kuvaus

Rajat ja sisäinen rakenne

Sen yläraja, eli sen kanssa kosketukseen päällä kuori, yleensä on välillä 10 ja 35 km syvyyteen, ja sanotaan epäjatkuvuus Mohorovičić; alaraja, joka merkitsee rajan ydin, sanotaan Gutenbergin keskeytyksettä.

Molemmat on tunnistettu tutkimuksissa seismologian, ensin osittaisen heijastus seismisten aaltojen takia äkillinen muutos niiden nopeuden siirtyminen kahden median, toinen imeytymistä poikittainen aaltoja nesteen ulompi ydin. Se oli myös mahdollista edelleen jakaa vaipan kahteen erilliseen kerrosta, aina funktiona etenemisnopeus seismisten aaltojen: ylempi vaipan, noin 700 km paksu lähettää seismisiä aaltoja alennetulla nopeudella suhteessa alemman vaipan yläpuolella 2000 km .

Takki on sitten jaettu osiin tulosten perusteella toimittamien seismologia. Nämä kerrokset ovat seuraavat: ylempi vaipan, siirtyminen vyöhyke, alempi vaipan, ja alareunassa on epänormaali alueella viimeisten raja ydin-vaippa muuttuva paksuus.

Yläosa vaippa määritellään äkillinen nousu seismisen nopeuden, verrattuna maankuoren, että korotus oli huomannut ensimmäistä kertaa geofyysikko Andrija Mohorovičić vuonna 1909; Tämä raja on tällä hetkellä nimitystä "Mohorovičić epäjatkuvuutta, tai Moho." Takki lähempänä päällä pinta on suhteellisen jäykkä ja muodostavat litosfäärin, kerros epäsäännöllinen, joka on suurin paksuus on ehkä 200 km. Alapuolella maankuoren ylemmän vaipan on erityisen muovi sen reologiaa. Joillakin alueilla alle litosfäärin, seisminen nopeus pienenee, tämä hyvin rajatulla alueella pienellä nopeudella ulottuu syvyyteen useita satoja km.

Inge Lehmann löysi seisminen epäjatkuvuuden noin 220 km syvyys; vaikka tämä epäjatkuvuus on todettu muissa tutkimuksissa, ei tiedetä, jos keskeytys olisi ollut läsnä. Siirtymävyöhyke on alue erittäin monimutkainen, joka fyysisesti erottaa ylä- alemmasta vaipan. Hyvin vähän tiedetään alemman vaipan riippumatta siitä, että näyttää olevan melko yhdenmukaisia ​​seismisen näkökulmasta. Kerros D "on mikä erottaa vaipan ytimestä.

Ylävaippa

Ylävaippa alapuolella maankuori on nimeltään "litosfäärin vaippa" ja yhdessä kuori muodostaa maankuoren. Syvemmällä, jotka vaihtelevat noin 80 km alle valtamerten noin 200 km alapuolella mantereilla, on kerros alhaisen viskositeetin, yleisesti kutsutaan astenosfääri. Niin alhainen viskositeetti on liittynyt tilaan osittaisen sulamisen vaipan, ja on joka tapauksessa, koska korkeat lämpötilat, lähellä solidus- yhteisen vaipan kiviä, runsaasti oliviini.

Viskositeetti astenosfääri välillä 10 ja 10 Pa-s, riippuen syvyydestä. Viskositeetti, vaikka suuri, sallii all'astenosfera käyttäytyä nesteen tavoin, ja virtaus hitaasti, kun siihen kohdistuu jännitys pitkäkestoista: tämä plastisuus on perusteella Laattatektoniikka. Lisäksi helpottaa liukuvan liikkeen sivusuunnassa ja subduction, viskositeetti astenosfääri mahdollistaa myös pystysuuntaiset liikkeet: vuorovaikutus maankuoren ja astenosfääri on samanlainen kuin lautan ja nesteen, väistämättä lisää tiheä, johon se kelluu. Tämä tasapaino on sanonut isostaattisella liikkeet palauttaa häiriintyy kun liikkeet ovat isostaattisia.

Todiste olemassaolosta kerroksen verran nestettä ovat vain isostaattisia liikkeitä. Itämeri ja Pohjanlahti erityisesti ovat suurin paksuus dell'inlandis Pohjois-Euroopan aikana Pleistocene jäätiköitä. Kaapata ja dating paleospiagge todetaan, että ne ovat laskussa johtuu poistamista Manner kuori alla nykyisin noin yhden senttimetrin vuodessa, mutta saavutti mittari vuoden päättymisen jälkeen Würm jääkausi. Samanlainen tilanne esiintyy Hudson Bay. Tällainen vertikaalinen liikkeet ovat samanlaisia ​​kuin vene, joka purkautuu: tässä tapauksessa johtuvat purkamisesta kilometriä jäätä.

Noin 410 km ja 660 km syvyys, havaittiin kaksi merkittävää seismistä epäjatkuvuus, liittyy faasitransitiot vastaavasti dall'olivina on Wadsleyite ja Ringwoodite vaiheisiin alemman vaipan. Tämä alue on yleisesti kutsutaan "siirtyminen vyöhyke".

Alempi vaippa

Alempi vaippa on enimmäkseen piitä, magnesiumia ja happi pienemmät prosenttiosuudet rautaa, kalsiumia ja alumiinia. Tärkeimmät mineraalit ovat perovskite ja magnesium-wuestite. Molemmat kuutio rakenne on parempi kestää yhä paineet takki.

Pitkin paljon alemman vaipan ei tapahdu merkittävää mineralogisia faasitransitioiden. Lämpötila nousee oleellisesti adiabaattisessa tavalla ja virtauksessa. Vaikka viimeaikaiset tieteidenvälistä tutkimukset, jotka perustuvat tutkimuksiin mineraalien korkeassa paineessa ja lämpötilassa ja seismologisia tiedot, on oletettu kaltevuus super-adiabaattinen. Sen seurauksena, mistä seisminen näkökulmasta, alueen alemman vaipan on suhteellisesti vähemmän monimutkainen kuin edellä siirtyminen alueelle.

D kerros "

Kerros D '' tarkoittaa, kerros noin 200 km alemmasta vaipan, suoraan yläpuolella ydin-vaipan rajan, joskus mukana keskusteluissa alueen ydin-vaipan rajan.

Asiat muuttuvat dramaattisesti tällä alalla, jolle on ominaista voimakas seisminen poikkeamia, jotka edustavat pohjapinta osa konvektiovirtaus vaipan.

Itsessään näyttää olevan kerroksen epävakaa, se ei ole homogeeninen, ja on alueita, joilla vielä puuttuu. Sisällä nopeus seismisten aaltojen tehdään merkittäviä muutoksia: ovat keskimääräistä pystysuoraan subduction Tyynenmeren levy, kun taas tasolla Keski-Tyynenmeren ja Afrikan ovat alhaisemmat. Tämä johtuu elastisuus kiviä siinä läsnä kasvaa paine mutta laskee lämpötilan noustessa. Paineen nousu ja lämpötilan, joka tapahtuu kasvu syvyyden lisää elastisuutta kiviä. Kuitenkin lämpötilagradientti tässä kerroksessa on korkeampi kuin vaipan konvektiivinen, mikä merkitsee nopeuden kasvu seismisten aaltojen.

Vuonna kerros D '' Minä olen sitten esittää suihketta puoli, joka johtaa plumes kuumaa materiaalia, joka pintautumiseen aloilla kuten Réunion, Hawaii tai Yellowstone, esimerkiksi.

Myös litosfäärin levyt kylmä subducenti lopettaisi vajoamisesta kerros D ''. Mutta, tämä aiheuttaisi lämpötilagradientti ydin-viitan 1000 ° C, ei lisää adiabaattinen, mikä johtaa uusiin ongelmiin.

Koostumusta monimutkaisuus odotetaan tällä alueella. Uusi vaihe mineraali perovskiitti-, post-perovskiitti-, odotettiin ja löysi laboratoriossa paineissa vastaa kerros D ''.

Koostumus

Vaippa poikkeaa huomattavasti kuori sen mekaanisten ominaisuuksien ja sen kemiallinen koostumus. Ero kuori ja vaipan perustuu kemiaan, kivilajit, reologian ja seismiset ominaisuudet. Kuori on, itse asiassa, tuote fuusio takki. Uskotaan, että osittainen sulaminen materiaalin vaipan on syynä se sovellu elementtejä erillään vähemmän tiheästä materiaalista kelluvat ylöspäin huokosen läpi tilojen, halkeamia tai säröjä, lopuksi jäähtyä ja kiinteytyä pinnalla. Tyypillinen vaippa kiviä on korkeampi suhde magnesium / rauta, ja pienempi osa piitä ja alumiinia kuin kuori. Tämä ongelma vahvistaa myös kokeellisesti osittain sulaa kiviä erityisesti valittu edustamaan maapallon vaipan.

Vaippa kiviä, jotka ovat noin syvyys on alle 400 km koostuvat lähinnä oliviini, pyrokseeni, Spinelli, ja granaatti; tyypillinen kiviä oletetaan olevan peridotiitti, ja dunite eklogiitti. 400 km ja 650 km syvyys, oliviini ei ole vakaa ja korvataan materiaaleja polymorfit että on suunnilleen sama koostumus: polymorfi on Wadsleyite, ja toinen on Ringwoodite. Alla 650 km, kaikki mineraalit ylemmän vaipan alkavat tulla epävakaa. Runsaimmat kivennäisaineiden on rakenteeltaan samanlainen perovskite jälkeen ferropericlase magnesium / rautaoksidia.

Muutokset mineralogian noin 400 ja 650 km tuottaa merkkisignaalit seismistä kirjaa maapallon, ja kuten Moho, havaitaan käyttäen seismisiä aaltoja. Nämä muutokset voivat vaikuttaa mineralogiset vaipan konvektion riippuen muutos tiheys ja saattaa imeä tai vapauttaa latenttilämpöä sekä alentaa tai nostaa syvyys polymorfisten siirtymien vaiheesta alueille eri lämpötiloissa. Trendi muutosten mineralogiset syvyyden funktiona tutkittiin laboratoriokokeissa jotka toistavat korkeat paineet ylemmän vaipan, kuten käyttäen timantti alasin.

Sisempi ydin on kiinteä, ulompi yksi on neste, ja vaipan kiinteän / muovi. Tämä tapahtuu, koska sulamispisteet eri kerrosten ja kasvu lämpötilan ja paineen takia tarkemmin. Pinnalla sekä nikkeli-rauta metalliseos silikaatit ovat riittävän siistiä olla kiinteä. Ylemmässä vaipan, silikaatit ovat yleensä kiinteitä vaikka paikallisia alueiden pieniä määriä fuusio; koska ylempi vaipan kohdistuu painetta suhteellisen pieni, kallio on suhteellisen alhainen viskositeetti. Sen sijaan alemman vaipan on alle korkeampia paineita, ja siksi on korkeampi viskositeetti kuin ylempi vaipan. Ulompi ydin metallisen rauta-nikkeli seos on nestemäinen huolimatta kovasta paineesta, koska sillä on alhaisempi sulamispiste ja silikaattien vaipan. Sisempi ydin on kiinteä johtuu ylivoimainen painetta olemassa keskellä planeetan.

Lämpötila

Vaipan, lämpötilat vaihtelevat 500 ° C: sta 900 ° C rajalla yläluokka, ja yli 4000 ° C rajan ydin. Vaikka korkeampia lämpötiloja huomattavasti suurempi kuin sulamispisteet vaipan kiviä, vaipan on lähes yksinomaan kiinteänä aineena. Valtava lithostatic painostuksesta vaipan estää sulaminen, koska lämpötila, jossa sulatus alkaa kasvaa paine.

Konvektiivinen liikkeet

Johtuen lämpötilaeron Maan pinnalla ja ulompi ydin, ja kyky kiteistä kiviä, kohdistuu korkea paine ja lämpötila, tehdään virumismuodonmuutos miljoonien vuosien, se luo konvektiivisen liikkeeseen materiaalia vaipan . Kuuma materiaali nousee kuin plutonisia diapir, ehkä, mistä rajan ulompi ydin, kun taas kylmin materiaali romahtaa. Tämä tapahtuu yleensä muodossa laajamittaisen uppoamisen litosfäärin subduction alueilla rajoilla mannerlaattojen.

Nousun aikana materiaali vaipan on jäähtyä adiabaattisesti ja lämmön osaksi kylmempi ympäröivään materiaaliin. Materiaalin lämpötila laskee dramaattisesti paineen laskiessa kytketty ylösnousemuksen, ja sen lämpö on jaettava suuri määrä. Koska lämpötila, jonka sulaminen alkaa, laskee nopeammin korkeudella kuin tekee poistaminen kuuma töyhtö, se voi olla osittainen sulaminen alapuolella litosfäärin mikä aiheuttaa tulivuoritoiminnasta ja plutonism.

Konvektion maapallon vaipan on prosessi, että suhteen dynamiikkaa nesteen määritellään kaoottinen, ja uskotaan olevan olennainen osa siirtymä levyjen. Liikkuminen levyjen ei pidä sekoittaa kanssa vanhempi käsite mannerliikunnot jota sovelletaan pelkästään liikkeen komponenttien kuori mantereilla. Liikkeet litosfäärin ja taustalla vaipan on liitetty koska litosfäärin laskeva on olennainen osa Vaipan konvektiot. Havaittu mannerliikunnot on monimutkainen suhde, jotka aiheuttavat uppoaminen valtamerten litosfäärin ja liikkeiden sisällä maapallon vaipan.

Vaikka yleinen nousussa viskositeetti syvyyden kasvaessa, tämä suhde ei ole täysin lineaarinen, niin että on olemassa tasoja hyvin alhainen viskositeetti ylävaippa on, että reuna ydin. Takki, siinä osassa, joka sijaitsee noin 200 km yläpuolella ydin-vaipan rajan, näyttää olevan selvästi erilaisia ​​seismiset ominaisuudet kuin alueet sijaitsevat syvyydessä hieman pienempi; tämä epätavallinen vaipan alueen yläpuolella ydinkerros on nimeltään D ", nimikkeistön käyttöön yli 50 vuotta sitten geofyysikko Keith Bullen. kerros D" voi muodostua materiaalia siivuja kuori laskenut subduction ja tuli pysähtyä raja ydin-vaipan ja / tai uusi mineraali löydettiin polymorfi mainitussa perovskiitin ja post-perovskiittia.

Maanjäristys alkunsa matala syvyydet ovat seurausta liikkeiden kitka ja murtuma vikojen. Koska suhteellisen alhainen viskositeetti ylemmässä vaipan, ja siten sen sitkeää käyttäytymistä, voitaisiin päätellä, että ei voi olla maanjäristyksiä alle noin 300 km syvyys, vaikka ne on tallennettu jopa 670 km vuonna subduction alueilla ja ne on ehdottanut erilaisia ​​keinoja selittää ilmiötä. Vuonna subduction alueilla, geotermisiä voi olla pienempi alueilla, joilla kylmän materiaalin pinnasta yleensä pesuallas, kasvava jännitys ympäröivän vaipan, ja mahdollistaa laukaiseminen maanjäristysten välillä 400 km ja 670 km syvyys.

Paine alareunassa vaipan on ~ 136 GPa. Paine lisääntyy syvyyden vaipan, koska taustalla materiaali on painoa kaikki aineisto sen yläpuolella. Uskotaan kuitenkin, että koko vaippa pystyy läpikäymään virumismuodonmuutos pitkiä aikoja, jolla on pysyvä plastinen muodonmuutos, joka on perustettu liikkeen pisteitä, viivoja, ja / tai tasomainen vikoja esiintyy kiinteitä kiteitä sisältyvät vaipan. Arviot viskositeetti ylemmän vaipan vaihtelee 10-10 Pa.s, funktiona syvyyden, lämpötilan, koostumus, tila jännitystä ja lukuisat muut tekijät. Ylävaippa voi virrata mutta vain hyvin hitaasti. Kuitenkin, kun suuria voimia kohdistetaan yläosaan vaipan, se voi tulla heikommaksi, ja oletetaan, että tämä vaikutus on sen merkitys mahdollistaa muodostumista reunojen maankuoren levy.

Tutkimus

Etsintä vaipan suoritetaan yleensä merenpohjaan sijaan maalla koska suhteellisen ohuus Oceanic crust kuin Manner, huomattavasti paksumpi.

Ensimmäinen yritys tutkia vaipan, joka tunnetaan nimellä Project Mohole, luovuttiin vuonna 1966 toistuvan epäonnistumisia ja kohtuuttomia kustannuksia. Syvempi levinneisyys oli noin 180 metriä. Vuonna 2005 kolmas syvin reikä saavutti valtameren suorittaa 1416 metriä alle merenpohjaan avulla koetin poraus alus JOIDES Tarkkuus valtameri.

5. maaliskuuta 2007, ryhmä tiedemiehiä kyytiin RRS James Cook purjeet matka alueelle Atlantin merenpohjan jossa vaipan piilee altistunut ilman kuorta, joka kattaa välissä Kap Verde ja Karibianmerellä. Sivusto valheita altistuu noin kolme kilometriä alla meren pinnan kattaa tuhansia neliökilometriä.

Yrittää melko vaikea ottaa näytteitä maapallon vaipan oli suunniteltu vuoden 2007 lopussa osana tehtävän Chikyu Hakken, sitä käytettiin japanilainen aluksen Chikyu "tehdä poraus jopa 7000 metriä alle meren pohjassa, lähes kolme kertaa syvempi kuin edellinen.

Uusi menetelmä tutustumiseen satoja kilometrejä yläosassa maapallon äskettäin analysoitiin, joka koostuu koetin tuottavan lämpöä pieni ja tiheä että sulakkeet kerrokset pitkin sen polun kautta kuori ja vaipan, vaikka sen sijainti ja eteneminen ovat peräisin akustiset signaalit kiviä. Anturi koostuu ulomman alalla volframi ~ läpimitaltaan 1 m, jossa on lähde radioaktiivisen tuotetusta lämmöstä Co On arvioitu, että tällainen koetin tavoittaa valtamerien Moho alle kuusi kuukautta ja muutamassa vuosikymmenessä saavuttaa syvyys vähintään yli 100 km alle sekä valtamerten ja mannermainen maankuoren.

  0   0

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha