Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.13: Мантія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37739

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Мантія конвекція

    Гравітаційна теплова конвекція в мантії є джерелом сил, які рухаються, згинаються і розбивають породи в літосфері Землі (рис. 3.19). Тепло на Землі виробляється радіоактивним розпадом нестабільних ізотопів, а також теплом, що залишився, коли Земля утворилася мільярди років тому в туманності Сонячної системи.

    Рух всередині мантії відповідає за глибоке розтягування (розгинання) і стиснення кори. Рух у мантії виробляється гравітаційною тепловою конвекцією - гарячі породи розширюються і піднімаються, тоді як більш прохолодні (отже, щільніші) скелі опускаються. Більш товста, менш щільна, континентальна кора плаває вище, ніж тонша, більш щільна океанічна кора нижче океанічних басейнів. Гравітаційна теплова конвекція всередині Землі є переконливим джерелом енергії, що рухає тектонічні рухи плит.

    Мантія конвекція
    Малюнок 3.19. Мантійна конвекція є рушійною силою руху в літосфері Землі.

    Поведінка літосфери (жорстка кора і верхня мантія) та астеносфери (верхня мантія)

    Підрозділи, що використовуються в геологічних дискусіях, що стосуються теорії тектоніки плит (розглянуто нижче), включають:

    Літосфера - це скеляста зовнішня частина Землі, складається з кори і верхньої мантії (приблизно на 60 миль [100 км] нижче земної поверхні). Це тверда (більш крихка) зона землі, де відбуваються землетруси.

    Астеносфера - це верхня частина мантії, що лежить в основі літосфери, де тепло і тиск досить великі, щоб матеріали текли повільно. Цей рух приводиться в дію теплом, що отримується зсередини глибоких частин мантії та ядра, які змушують матеріали текти гравітаційною тепловою конвекцією (див. Рис. 3.19). Гравітаційна конвекція працює наступним чином - додавання тепла призводить до того, що матеріали (тверді та розплавлені) розширюються, пухкі щільності та піднімаються; тоді як охолоджуючий матеріал стискається та збільшується в щільності та тоне. Астеносфера - це напівтекучий шар Землі, між приблизно 40 до 80 миль (100-200 км) нижче зовнішньої жорсткої літосфери (океанічної та континентальної кори), що утворює частину мантії і вважається здатним повільно текти вертикально і горизонтально, дозволяючи ділянкам літосфери стихати, підніматися та зазнають бічного руху, пов'язаного з тектонікою плит.

    Ще однією важливою відмінністю в літосфері є відмінності між тим, що відомо як океанічна кора та континентальна кора. Скелі, оголені на континентальних суші масами, відрізняються від тих, що знаходяться в корі під океанічними басейнами.

    Океанська кора є частиною літосфери Землі, яка лежить в основі океанічних басейнів. Океанічна кора в основному складається з мафічних порід (головним чином базальтових та інших порід, багатих залізом і магнієм). Ці породи більш щільні, ніж породи, що лежать в основі материків (гірські породи континентальної кори менш щільні і збагачені кремнеземом і алюмінієм). Крім того, океанічна кора по всьому світу значно молодша (менше 200 мільйонів років). На відміну від цього, породи, які знаходяться в межах континентальних сухопутних мас, як правило, менш щільні і набагато старіші, ніж породи, знайдені під океанічними басейнами. Сухопутні маси, що складаються з континентальної кори, зазвичай накопичуються дуже повільно через природні процеси переробки, пов'язані з тектонікою плит протягом багатьох сотень мільйонів до декількох мільярдів років.

    Континентальна кора - це відносно товсті частини земної кори, що утворюють великі суші. Континентальна кора, як правило, старіша, товща і менш щільна, ніж океанська кора. Континентальна кора також, як правило, більш складна, ніж океанічна кора, континентальні суші переважно складаються з магматичного і метаморфічного гранітного або більш фельсичного складу (гірські породи збагачені кремнеземом і алюмінієм).

    Загалом, породи, знайдені в межах континентальної кори, менш щільні і товщі, ніж скелі під океанічними басейнами. Ця різниця в товщині і щільності двох типів кори допомагає пояснити географію планети, а також пояснити багато аспектів тектонічних сил, що змінюють ландшафти нашої планети з плином часу. Так само, як блоки деревини, що плавають у воді, де континентальна кора товщі і менш щільна, сухопутні маси ізостатично плавають вище по астеносфері. Там, де континентальна кора досить товста, вона піднімається над поверхнею океанів (рис. 3.20). Океани заповнюють нижні області на поверхні Землі, що підлягають більш тонкій, щільній океанічній корі.

    Ізостатичність ілюстрована Гімалаї і Тибет
    Малюнок 3.20. Ізостазія: плаваючі дерев'яні блоки різних розмірів ілюструють, як океанічні та континентальні породи земної кори знаходяться при відносній ізостатичній рівновазі, що плавають на мантії. Там довелося б менше щільної кори під гірськими хребтами, ніж під океанами. Як показують геофізичні дослідження, континентальна кора, як правило, товща і менш щільна, ніж океанська кора. Малюнок 3.21. Потовщення земної кори в Гімалайських горах і Тибетському плато проілюстровано на цій фотографії з космосу.