گوشته زمین بخشی از ژئوسفر است که بین پوسته و هسته قرار دارد. این شامل بخش بزرگی از کل ماده سیاره است. مطالعه گوشته نه تنها از نظر درک ساختار داخلی زمین مهم است. این می تواند شکل گیری سیاره را روشن کند، به ترکیبات و سنگ های کمیاب دسترسی پیدا کند، به درک مکانیسم زمین لرزه ها و حرکت صفحات لیتوسفر کمک کند. با این حال، به دست آوردن اطلاعات در مورد ترکیب و ویژگی های گوشته آسان نیست. مردم هنوز نمی دانند چگونه چاه های عمیق حفر کنند. گوشته زمین در حال حاضر عمدتا با استفاده از امواج لرزه ای مورد مطالعه قرار می گیرد. و همچنین با مدلسازی در آزمایشگاه.
ساختار زمین: گوشته، هسته و پوسته
طبق مفاهیم مدرن، ساختار درونی سیاره ما به چندین لایه تقسیم می شود. قسمت بالایی پوسته است، سپس گوشته و هسته زمین قرار دارد. پوسته یک پوسته سخت است که به اقیانوسی و قاره ای تقسیم می شود. گوشته زمین با به اصطلاح مرز از آن جدا می شودموهورویچیک (به نام زلزله شناس کروات که مکان آن را تعیین کرد) که با افزایش ناگهانی سرعت امواج لرزه ای فشاری مشخص می شود.
گوشته حدود 67 درصد از جرم سیاره را تشکیل می دهد. با توجه به داده های مدرن، می توان آن را به دو لایه تقسیم کرد: بالا و پایین. در اول، لایه Golitsyn یا گوشته میانی نیز متمایز می شود که یک منطقه گذار از بالا به پایین است. به طور کلی، گوشته از 30 تا 2900 کیلومتر امتداد دارد.
به گفته دانشمندان مدرن، هسته سیاره عمدتاً از آلیاژهای آهن و نیکل تشکیل شده است. همچنین به دو قسمت تقسیم می شود. هسته داخلی جامد است، شعاع آن 1300 کیلومتر برآورد شده است. خارجی - مایع، دارای شعاع 2200 کیلومتر است. یک منطقه گذار بین این بخش ها متمایز می شود.
لیتوسفر
پوسته و گوشته بالایی زمین با مفهوم "لیتوسفر" متحد شده اند. این یک پوسته سخت با مناطق پایدار و متحرک است. پوسته جامد سیاره متشکل از صفحات لیتوسفر است که قرار است از طریق استنوسفر حرکت کنند - یک لایه نسبتاً پلاستیکی، احتمالاً یک مایع چسبناک و بسیار گرم. بخشی از گوشته بالایی است. لازم به ذکر است که وجود استنوسفر به عنوان یک پوسته چسبناک پیوسته توسط مطالعات لرزه نگاری تایید نشده است. مطالعه ساختار سیاره به ما امکان می دهد چندین لایه مشابه را که به صورت عمودی قرار دارند شناسایی کنیم. در جهت افقی، آستنوسفر ظاهراً دائماً قطع می‌شود.
روش های مطالعه مانتو
لایه های زیر پوسته قابل دسترسی نیستندمطالعه. عمق زیاد، افزایش مداوم دما و افزایش چگالی مشکلی جدی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد ترکیب گوشته و هسته است. با این حال، هنوز هم می توان ساختار سیاره را تصور کرد. هنگام مطالعه گوشته، داده های ژئوفیزیکی به منابع اصلی اطلاعات تبدیل می شوند. سرعت امواج لرزه‌ای، هدایت الکتریکی و گرانش به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا در مورد ترکیب و سایر ویژگی‌های لایه‌های زیرین فرضیاتی داشته باشند.
علاوه بر این، برخی اطلاعات را می توان از سنگ های آذرین و قطعات سنگ های گوشته به دست آورد. دومی شامل الماس است که می تواند حتی در مورد گوشته پایین نیز چیزهای زیادی بگوید. سنگ های گوشته نیز در پوسته زمین یافت می شوند. مطالعه آنها به درک ترکیب گوشته کمک می کند. با این حال، آنها جایگزین نمونه های گرفته شده مستقیم از لایه های عمیق نمی شوند، زیرا در نتیجه فرآیندهای مختلفی که در پوسته رخ می دهد، ترکیب آنها با گوشته متفاوت است.
Earth's Mantle: Composition
شهاب‌سنگ‌ها منبع دیگری از اطلاعات درباره چیستی گوشته هستند. بر اساس مفاهیم مدرن، کندریت ها (شایع ترین گروه شهاب سنگ های روی سیاره) از نظر ترکیب به گوشته زمین نزدیک هستند.
قرار است حاوی عناصری باشد که در حالت جامد بوده یا در زمان شکل گیری سیاره در حالت جامد بوده اند. اینها عبارتند از سیلیکون، آهن، منیزیم، اکسیژن و برخی دیگر. در گوشته با دی اکسید سیلیکون ترکیب می شوند و سیلیکات می سازند. ATسیلیکات های منیزیم در لایه بالایی قرار دارند، مقدار سیلیکات آهن با عمق افزایش می یابد. در گوشته پایینی، این ترکیبات به اکسیدها تجزیه می شوند (SiO2، MgO، FeO).
سنگ هایی که در پوسته زمین یافت نمی شوند مورد توجه دانشمندان هستند. فرض بر این است که بسیاری از این ترکیبات (گروسپیدیت ها، کربناتیت ها و غیره) در گوشته وجود دارد.
لایه ها
بیایید نگاهی دقیق تر به طول لایه های مانتو بیندازیم. طبق گفته‌های دانشمندان، قسمت‌های بالایی محدوده تقریباً 30 تا 400 کیلومتری از سطح زمین را اشغال می‌کنند. بعد منطقه انتقال است که تا 250 کیلومتر دیگر به عمق می رود. لایه بعدی پایین است. مرز آن در عمق حدود 2900 کیلومتری قرار دارد و با هسته خارجی سیاره در تماس است.
فشار و دما
هر چه به عمق سیاره می روید، دما افزایش می یابد. گوشته زمین تحت فشار بسیار بالایی قرار دارد. در ناحیه استنوسفر، تأثیر دما بیشتر است، بنابراین در اینجا ماده در حالت به اصطلاح بی شکل یا نیمه مذاب قرار دارد. عمیق تر تحت فشار، جامد می شود.
مطالعات گوشته و مرز Mohorovicic
جبه زمین برای مدتی طولانی دانشمندان را تعقیب می کند. در آزمایشگاه‌ها، آزمایش‌هایی روی سنگ‌هایی انجام می‌شود که احتمالاً بخشی از لایه‌های بالایی و پایینی هستند و به ما امکان می‌دهند ترکیب و ویژگی‌های گوشته را درک کنیم. بنابراین، دانشمندان ژاپنی دریافتند که لایه زیرین حاوی مقدار زیادی سیلیکون است. گوشته بالایی دارای ذخایر آب است. او می آیدپوسته زمین و همچنین از اینجا به سطح نفوذ می کند.
سطح Mohorovicic مورد توجه خاصی است که ماهیت آن به طور کامل شناخته نشده است. مطالعات لرزه نگاری نشان می دهد که در سطح 410 کیلومتری زیر سطح، یک تغییر دگرگونی سنگ ها رخ می دهد (چگال تر می شوند) که خود را در افزایش شدید سرعت امواج نشان می دهد. فرض بر این است که سنگ های بازالت در ناحیه مرز موهوروویچ به اکلوژیت تبدیل می شوند. در این حالت تراکم گوشته حدود 30 درصد افزایش می یابد. روایت دیگری وجود دارد که بر اساس آن دلیل تغییر سرعت امواج لرزه ای در تغییر ترکیب سنگ ها نهفته است.
Cikyu Hakken
در سال 2005، یک کشتی مجهز چیکیو در ژاپن ساخته شد. ماموریت او ساختن یک چاه عمیق در اعماق اقیانوس آرام است. دانشمندان پیشنهاد می کنند از سنگ های گوشته بالایی و مرز موهورویچیک نمونه برداری کنند تا پاسخ بسیاری از سؤالات مربوط به ساختار سیاره را دریافت کنند. این پروژه برای سال 2020 برنامه ریزی شده است.
لازم به ذکر است که دانشمندان فقط توجه خود را به اعماق اقیانوس معطوف نکرده اند. بر اساس مطالعات، ضخامت پوسته در کف دریاها بسیار کمتر از قاره ها است. تفاوت قابل توجه است: زیر ستون آب در اقیانوس، تنها 5 کیلومتر برای غلبه بر ماگما در برخی مناطق راه است، در حالی که در خشکی این رقم به 30 کیلومتر افزایش می یابد.
اکنون کشتی در حال کار است: نمونه هایی از درزهای عمیق زغال سنگ دریافت شده است. اجرای هدف اصلی این پروژه این امکان را به شما می دهد که بفهمید گوشته زمین چگونه چیده شده است، چه چیزیمواد و عناصر منطقه انتقال آن را تشکیل می دهند، و همچنین برای کشف حد پایین گسترش حیات در این سیاره.
درک ما از ساختار زمین هنوز کامل نیست. دلیل این امر دشواری نفوذ به روده است. با این حال، پیشرفت فناوری هنوز متوقف نشده است. پیشرفت‌های علم نشان می‌دهد که در آینده‌ای نزدیک بیشتر درباره ویژگی‌های گوشته خواهیم دانست.
