Жердің мантиясы біздің планетамыздың ең маңызды бөлігі, өйткені заттардың көп бөлігі дәл осы жерде шоғырланған. Ол қалған компоненттерге қарағанда әлдеқайда қалың және іс жүзінде кеңістіктің көп бөлігін алады - шамамен 80%. Ғалымдар өз уақыттарының көп бөлігін планетаның осы бөлігін зерттеуге арнады.
Құрылым
Мантияның құрылымы туралы ғалымдар тек болжам жасай алады, өйткені бұл сұраққа біржақты жауап беретін әдістер жоқ. Бірақ жүргізілген зерттеулер біздің планетаның осы бөлігі келесі қабаттардан тұрады деп болжауға мүмкіндік берді:
- бірінші, сыртқы - ол жер бетінің 30-дан 400 шақырымға дейін алып жатыр;
- сыртқы қабаттың артында орналасқан өтпелі аймақ - ғалымдардың болжамдары бойынша ол шамамен 250 шақырымға дейін барады;
- төменгі қабаты ең ұзын, шамамен 2900 шақырым. Ол өтпелі аймақтан кейін басталып, тікелей өзекке өтеді.
Планетаның мантиясында жер қыртысында кездеспейтін жыныстар бар екенін ескеру қажет.
Композиция
Біздің планетаның мантиясынан тұратын нәрсені дәл орнату мүмкін емес, өйткені оған жету мүмкін емес. Сондықтан, ғалымдар зерттей алатын барлық нәрсе осы аймақтың мезгіл-мезгіл бетінде пайда болатын қоқыстарының көмегімен пайда болады.
Сонымен, бірқатар зерттеулерден кейін Жердің бұл аумағы қара-жасыл екенін білуге мүмкіндік туды. Негізгі құрамы келесі химиялық элементтерден тұратын тау жыныстары:
- кремний;
- кальций;
- магний;
- темір;
- оттегі.
Сыртқы көрінісі бойынша және кейбір жолдармен тіпті құрамы жағынан ол біздің планетамызға мезгіл-мезгіл түсіп тұратын тас метеориттерге өте ұқсас.
Мантиядағы заттар сұйық, тұтқыр, өйткені бұл аймақтағы температура мыңдаған градустан асады. Жер қыртысына жақынырақ температура төмендейді. Осылайша, белгілі бір цикл бар - салқындаған, төмендеген және шегіне дейін жылынған бұқара жоғары көтеріледі, сондықтан «араласу» процесі ешқашан тоқтамайды.
Мұндай қызған ағындар мезгіл-мезгіл планетаның жер қыртысына түседі, оған белсенді вулкандар көмектеседі.
Оқу әдістері
Тереңдігі терең қабаттарды зерттеу өте қиын екендігі айтпаса да түсінікті, өйткені мұндай техника жоқ. Температура үнемі өсіп отыратындығымен және сонымен бірге тығыздықтың жоғарылайтындығымен процесті одан әрі қиындатады. Демек, бұл жағдайда қабаттың тереңдігі ең аз проблема деп айта аламыз.
Сонымен қатар, ғалымдар бұл мәселені зерттеуде әлі де жетістіктерге жетті. Біздің планетаның осы бөлігін зерттеу үшін негізгі ақпарат көзі геофизикалық көрсеткіштер болды. Сонымен қатар, зерттеу барысында ғалымдар келесі деректерді пайдаланады:
- сейсмикалық толқындардың жылдамдығы;
- ауырлық;
- электрөткізгіштік сипаттамалары мен көрсеткіштері;
- сирек кездесетін, бірақ жер бетінен табуға болатын магмалық жыныстар мен мантияның үзінділерін зерттеу.
Соңғысына келетін болсақ, бұл ғалымдар ерекше назар аударуға лайық гауһар тастар - олардың пікірінше, осы тастың құрамы мен құрылымын зерттей отырып, мантияның төменгі қабаттары туралы да көптеген қызықты нәрселерді білуге болады.
Сирек, бірақ мантия жыныстары кездеседі. Оларды зерттеу сонымен қатар құнды ақпарат алуға мүмкіндік береді, бірақ белгілі бір деңгейде бұрмалаушылықтар болады. Бұл жер қыртысында біздің планетамыздың тереңдігінде болатын процесстерден біршама ерекшеленетін әртүрлі процестердің жүруіне байланысты.
Ғалымдар мантияның бастапқы жыныстарын алуға тырысатын әдіс туралы бөлек айту керек. Осылайша, 2005 жылы Жапонияда арнайы кеме жасалды, ол жобаны әзірлеушілердің айтуы бойынша терең рекорд жасай алады. Қазіргі уақытта жұмыс әлі жалғасуда, ал жобаның басталуы 2020 жылға жоспарланған - күтуге көп нәрсе жоқ.
Қазір мантия құрылымын зерттеу барлық зертханаларда жүреді. Ғалымдар ғаламшардың осы бөлігінің төменгі қабаты, оның барлығы дерлік кремнийден тұратындығын дәлелдеді.
Қысым және температура
Мантия ішіндегі қысымның таралуы, сондай-ақ температуралық режим екіұшты, бірақ бірінші кезекте. Мантия ғаламшар салмағының жартысынан көбін құрайды, дәлірек айтсақ, 67%. Жер қыртысының астындағы аудандарда қысым шамамен 1,3-1,4 млн атм құрайды, мұхиттар орналасқан жерлерде қысым деңгейі едәуір төмендейтінін ескеру қажет.
Температуралық режимге келетін болсақ, мұндағы мәліметтер толығымен түсініксіз және тек теориялық болжамдарға негізделген. Сонымен, мантияның төменгі жағында Цельсий бойынша 1500-10000 градус температура қабылданады. Жалпы, ғалымдар планетаның осы аймағындағы температура деңгейі балқу нүктесіне жақын деп болжаған.
