Zemljin plašč je del geosfere, ki se nahaja med skorjo in jedrom. Vsebuje velik delež celotne snovi planeta. Študija plašča ni pomembna le v smislu razumevanja notranje strukture Zemlje. Lahko osvetli nastanek planeta, omogoči dostop do redkih spojin in kamnin, pomaga razumeti mehanizem potresov in premikanje litosferskih plošč. Vendar pa pridobivanje informacij o sestavi in značilnostih plašča ni enostavno. Ljudje še ne vedo, kako tako globoko vrtati vrtine. Zemljin plašč se zdaj v glavnem preučuje z uporabo seizmičnih valov. In tudi z modeliranjem v laboratoriju.
Zgradba Zemlje: plašč, jedro in skorja
Po sodobnih konceptih je notranja struktura našega planeta razdeljena na več plasti. Zgornja je skorja, nato ležijo plašč in jedro Zemlje. Skorja je trda lupina, razdeljena na oceansko in celinsko. Zemljin plašč je od njega ločen s tako imenovano mejoMohorovičić (imenovan po hrvaškem seizmologu, ki je določil njegovo lokacijo), za katerega je značilno nenadno povečanje hitrosti kompresijskih seizmičnih valov.
Plašč predstavlja približno 67 % mase planeta. Po sodobnih podatkih ga lahko razdelimo na dve plasti: zgornjo in spodnjo. V prvem se razlikuje tudi plast Golitsyn ali srednji plašč, ki je prehodno območje od zgornjega do spodnjega. Na splošno se plašč razteza od 30 do 2900 km.
Jedro planeta po mnenju sodobnih znanstvenikov sestavljajo predvsem železo-nikljeve zlitine. Prav tako je razdeljen na dva dela. Notranje jedro je trdno, njegov polmer je ocenjen na 1300 km. Zunanji - tekoči, ima polmer 2200 km. Med temi deli se razlikuje prehodno območje.
Litosfera
Skorjo in zgornji plašč Zemlje združuje koncept "litosfere". Je trda lupina s stabilnimi in mobilnimi območji. Trdno lupino planeta sestavljajo litosferne plošče, ki naj bi se premikale skozi astenosfero – precej plastično plast, verjetno viskozno in močno segreto tekočino. Je del zgornjega plašča. Treba je opozoriti, da obstoj astenosfere kot neprekinjene viskozne lupine ni potrjen s seizmološkimi študijami. Študija strukture planeta nam omogoča, da identificiramo več podobnih plasti, ki se nahajajo navpično. V vodoravni smeri je astenosfera očitno nenehno prekinjena.
Metode preučevanja plašča
Sloji pod skorjo so nedostopništudij. Ogromna globina, nenehno naraščanje temperature in povečevanje gostote so resen problem pri pridobivanju informacij o sestavi plašča in jedra. Še vedno pa si je mogoče predstavljati strukturo planeta. Pri preučevanju plašča postanejo geofizikalni podatki glavni viri informacij. Hitrost seizmičnih valov, električna prevodnost in gravitacija omogočajo znanstvenikom, da domnevajo o sestavi in drugih značilnostih spodnjih plasti.
Poleg tega je mogoče nekaj informacij pridobiti iz magmatskih kamnin in drobcev plaščnih kamnin. Med slednje sodijo tudi diamanti, ki lahko veliko povejo tudi o spodnjem plašču. Plaščne kamnine najdemo tudi v zemeljski skorji. Njihova študija pomaga razumeti sestavo plašča. Vendar ne bodo nadomestili vzorcev, odvzetih neposredno iz globokih plasti, saj se zaradi različnih procesov, ki se dogajajo v skorji, njihova sestava razlikuje od plašča.
zemeljski plašč: sestava
Meteoriti so še en vir informacij o tem, kaj je plašč. Po sodobnih konceptih so hondriti (najpogostejša skupina meteoritov na planetu) po sestavi blizu zemeljskemu plašču.
Vseboval naj bi elemente, ki so bili med nastankom planeta v trdnem stanju ali pa so bili v trdnem stanju. Sem spadajo silicij, železo, magnezij, kisik in nekateri drugi. V plašču se združujejo s silicijevim dioksidom in tvorijo silikate. ATmagnezijevi silikati se nahajajo v zgornji plasti, količina železovega silikata narašča z globino. V spodnjem plašču se te spojine razgradijo v okside (SiO2, MgO, FeO).
Za znanstvenike so še posebej zanimive kamnine, ki jih v zemeljski skorji ni. Domneva se, da je v plašču veliko takšnih spojin (grospiditi, karbonatiti itd.).
Sloji
Pobližje si oglejmo dolžino plaščnih plasti. Po mnenju znanstvenikov zgornji zasedajo območje od približno 30 do 400 km od zemeljske površine. Sledi prehodno območje, ki gre še 250 km globlje v globino. Naslednja plast je dno. Njegova meja se nahaja na globini približno 2900 km in je v stiku z zunanjim jedrom planeta.
tlak in temperatura
Ko se premikate globlje v planet, se temperatura dvigne. Zemljin plašč je pod izjemno visokim pritiskom. V coni astenosfere je učinek temperature večji, zato je tukaj snov v tako imenovanem amorfnem ali pol staljenem stanju. Globlje pod pritiskom postane trdna.
Študije plašča in Mohorovičićeve meje
Zemeljski plašč že dolgo preganja znanstvenike. V laboratorijih se izvajajo poskusi na kamninah, ki so domnevno del zgornje in spodnje plasti, kar nam omogoča razumevanje sestave in značilnosti plašča. Tako so japonski znanstveniki ugotovili, da spodnja plast vsebuje veliko količino silicija. Zgornji plašč vsebuje zaloge vode. Prihaja izzemeljsko skorjo in od tod prodira tudi na površje.
Mohorovičićeva površina je še posebej zanimiva, katere narava ni povsem razumljena. Seizmološke študije kažejo, da na nivoju 410 km pod površjem pride do metamorfne spremembe kamnin (postanejo gostejše), kar se kaže v močnem povečanju hitrosti valov. Domneva se, da se baz altne kamnine na območju Mohorovićeve meje spremenijo v eklogit. V tem primeru se gostota plašča poveča za približno 30%. Obstaja še ena različica, po kateri je razlog za spremembo hitrosti potresnih valov v spremembi sestave kamnin.
Cikyu Hakken
Leta 2005 je bila na Japonskem zgrajena posebej opremljena ladja Chikyu. Njegova naloga je narediti rekordno globoko vrtino na dnu Tihega oceana. Znanstveniki predlagajo, da vzamejo vzorce kamnin zgornjega plašča in Mohorovichičeve meje, da bi dobili odgovore na številna vprašanja, povezana s strukturo planeta. Projekt je načrtovan za leto 2020.
Treba je opozoriti, da znanstveniki niso le usmerili pozornost na oceanske globine. Glede na študije je debelina skorje na dnu morja veliko manjša kot na celinah. Razlika je pomembna: pod vodnim stolpcem v oceanu je na nekaterih območjih le 5 km, da premaga magmo, medtem ko se na kopnem ta številka poveča na 30 km.
Sedaj ladja že deluje: prejeti so bili vzorci globokih premogovnih plasti. Izvajanje glavnega cilja projekta bo omogočilo razumevanje, kako je urejen zemeljski plašč, kajsnovi in elementi sestavljajo njegovo prehodno območje, pa tudi ugotoviti spodnjo mejo širjenja življenja na planetu.
Naše razumevanje strukture Zemlje še zdaleč ni popolno. Razlog za to je težko prodiranje v črevesje. Vendar pa tehnološki napredek ne miruje. Napredek znanosti kaže, da bomo v bližnji prihodnosti vedeli veliko več o značilnostih plašča.
