Mantel bumi adalah bagian dari geosfer yang terletak di antara kerak dan inti bumi. Ini berisi sebagian besar dari seluruh substansi planet ini. Studi tentang mantel penting tidak hanya dalam hal memahami struktur internal Bumi. Ini dapat menjelaskan pembentukan planet ini, memberikan akses ke senyawa dan batuan langka, membantu memahami mekanisme gempa bumi dan pergerakan lempeng litosfer. Namun, memperoleh informasi tentang komposisi dan fitur mantel tidaklah mudah. Orang belum tahu cara mengebor sumur yang begitu dalam. Mantel bumi sekarang terutama dipelajari menggunakan gelombang seismik. Dan juga dengan pemodelan di laboratorium.
Struktur Bumi: mantel, inti, dan kerak
Menurut konsep modern, struktur internal planet kita dibagi menjadi beberapa lapisan. Yang paling atas adalah kerak, kemudian mantel dan inti Bumi terletak. Kerak bumi adalah cangkang keras yang terbagi menjadi samudera dan benua. Mantel bumi dipisahkan darinya oleh apa yang disebut batasMohorovicic (dinamai seismolog Kroasia yang menetapkan lokasinya), yang dicirikan oleh peningkatan kecepatan gelombang seismik kompresional secara tiba-tiba.
Mantel membentuk sekitar 67% dari massa planet. Menurut data modern, itu dapat dibagi menjadi dua lapisan: atas dan bawah. Pertama, lapisan Golitsyn atau mantel tengah juga dibedakan, yang merupakan zona transisi dari atas ke bawah. Secara umum, mantel memanjang dari 30 hingga 2900 km.
Inti planet, menurut ilmuwan modern, sebagian besar terdiri dari paduan besi-nikel. Itu juga dibagi menjadi dua bagian. Inti bagian dalam padat, radiusnya diperkirakan 1300 km. Eksternal - cair, memiliki radius 2200 km. Zona transisi dibedakan antara bagian-bagian ini.
Litosfer
Kerak dan mantel atas Bumi disatukan oleh konsep "litosfer". Ini adalah cangkang keras dengan area yang stabil dan bergerak. Cangkang padat planet ini terdiri dari lempeng litosfer, yang seharusnya bergerak melalui astenosfer - lapisan yang agak plastis, mungkin cairan kental dan sangat panas. Ini adalah bagian dari mantel atas. Perlu dicatat bahwa keberadaan astenosfer sebagai cangkang kental terus menerus tidak dikonfirmasi oleh studi seismologi. Studi tentang struktur planet memungkinkan kita untuk mengidentifikasi beberapa lapisan serupa yang terletak secara vertikal. Dalam arah horizontal, astenosfer tampaknya terus-menerus terputus.
Metode mempelajari mantel
Lapisan di bawah kerak tidak dapat diaksesbelajar. Kedalaman yang sangat besar, peningkatan suhu yang konstan dan peningkatan kepadatan merupakan masalah serius untuk memperoleh informasi tentang komposisi mantel dan inti. Namun, masih mungkin untuk membayangkan struktur planet ini. Saat mempelajari mantel, data geofisika menjadi sumber informasi utama. Kecepatan gelombang seismik, konduktivitas listrik, dan gravitasi memungkinkan para ilmuwan membuat asumsi tentang komposisi dan fitur lain dari lapisan di bawahnya.
Selain itu, beberapa informasi dapat diperoleh dari batuan beku dan fragmen batuan mantel. Yang terakhir termasuk berlian, yang bisa memberi tahu banyak bahkan tentang mantel bawah. Batuan mantel juga ditemukan di kerak bumi. Studi mereka membantu untuk memahami komposisi mantel. Namun, mereka tidak akan menggantikan sampel yang diambil langsung dari lapisan dalam, karena sebagai akibat dari berbagai proses yang terjadi di kerak, komposisinya berbeda dengan mantel.
Mantel Bumi: Komposisi
Meteorit adalah sumber informasi lain tentang apa itu mantel. Menurut konsep modern, chondrites (kelompok meteorit paling umum di planet ini) memiliki komposisi yang dekat dengan mantel bumi.
Seharusnya mengandung unsur-unsur yang berada dalam keadaan padat atau dalam keadaan padat selama pembentukan planet. Ini termasuk silikon, besi, magnesium, oksigen dan beberapa lainnya. Di mantel, mereka bergabung dengan silikon dioksida untuk membentuk silikat. PADAmagnesium silikat terletak di lapisan atas, jumlah silikat besi meningkat dengan kedalaman. Di mantel bawah, senyawa ini terurai menjadi oksida (SiO2, MgO, FeO).
Yang menarik bagi para ilmuwan adalah batuan yang tidak ditemukan di kerak bumi. Diasumsikan bahwa ada banyak senyawa seperti itu (grospidites, carbonatites, dll.) di dalam mantel.
Lapisan
Mari kita lihat lebih dekat panjang lapisan mantel. Menurut para ilmuwan, yang atas menempati kisaran sekitar 30 hingga 400 km dari permukaan bumi. Berikutnya adalah zona transisi, yang masuk lebih dalam ke kedalaman sejauh 250 km. Lapisan berikutnya adalah bagian bawah. Perbatasannya terletak di kedalaman sekitar 2900 km dan bersentuhan dengan inti luar planet ini.
Tekanan dan suhu
Saat Anda bergerak lebih dalam ke planet ini, suhunya naik. Mantel bumi berada di bawah tekanan yang sangat tinggi. Di zona astenosfer, efek suhu lebih besar, jadi di sini zat berada dalam apa yang disebut keadaan amorf atau semi-cair. Lebih dalam di bawah tekanan, menjadi padat.
Studi tentang mantel dan batas Mohorovicic
Mantel bumi menghantui para ilmuwan untuk waktu yang cukup lama. Di laboratorium, percobaan sedang dilakukan pada batuan yang mungkin merupakan bagian dari lapisan atas dan bawah, memungkinkan kita untuk memahami komposisi dan fitur mantel. Dengan demikian, para ilmuwan Jepang menemukan bahwa lapisan bawah mengandung silikon dalam jumlah besar. Mantel atas mengandung cadangan air. Dia berasal darikerak bumi, dan juga menembus dari sini ke permukaan.
Permukaan Mohorovicic sangat menarik, yang sifatnya tidak sepenuhnya dipahami. Studi seismologi menunjukkan bahwa pada tingkat 410 km di bawah permukaan, perubahan metamorf batuan terjadi (mereka menjadi lebih padat), yang memanifestasikan dirinya dalam peningkatan tajam dalam kecepatan gelombang. Diasumsikan bahwa batuan basal di daerah batas Mohorovi berubah menjadi eklogit. Dalam hal ini, kepadatan mantel meningkat sekitar 30%. Ada versi lain yang menyebutkan bahwa penyebab perubahan kecepatan gelombang seismik terletak pada perubahan komposisi batuan.
Cikyu Hakken
Pada tahun 2005, kapal Chikyu yang dilengkapi peralatan khusus dibangun di Jepang. Misinya adalah membuat rekor sumur dalam di dasar Samudra Pasifik. Para ilmuwan mengusulkan untuk mengambil sampel batuan mantel atas dan batas Mohorovich untuk mendapatkan jawaban atas banyak pertanyaan terkait dengan struktur planet. Proyek ini dijadwalkan untuk tahun 2020.
Perlu dicatat bahwa para ilmuwan tidak hanya mengalihkan perhatian mereka ke kedalaman laut. Menurut penelitian, ketebalan kerak di dasar laut jauh lebih sedikit daripada di benua. Perbedaannya signifikan: di bawah kolom air di lautan, hanya 5 km untuk mengatasi magma di beberapa daerah, sementara di darat angka ini meningkat menjadi 30 km.
Sekarang kapal sudah bekerja: sampel lapisan batubara dalam telah diterima. Implementasi tujuan utama proyek akan memungkinkan untuk memahami bagaimana mantel bumi diatur, apazat dan unsur membentuk zona transisinya, serta untuk mengetahui batas bawah penyebaran kehidupan di planet ini.
Pemahaman kita tentang struktur Bumi masih jauh dari sempurna. Penyebabnya adalah sulitnya penetrasi ke dalam usus. Namun, kemajuan teknologi tidak tinggal diam. Kemajuan ilmu pengetahuan menunjukkan bahwa kita akan mengetahui lebih banyak tentang karakteristik mantel dalam waktu dekat.
