Horní plášť Země: složení, teplota, zajímavé fakty

Zemský plášť je součástí geosféry umístěné mezi kůrou a jádrem. Obsahuje velkou část celkové hmoty planety. Studium pláště je důležité nejen z hlediska porozumění vnitřní struktuře Země. Může osvětlit formování planety, umožnit přístup ke vzácným sloučeninám a skalám, pomoci porozumět mechanismu zemětřesení a pohyby litosférických desek.

Struktura Země: plášť, jádro a kůra

Podle moderních konceptů je vnitřní struktura naší planety rozdělena do několika vrstev. Horní je kůra, pak plášť a jádro Země. Kůra je tvrdá skořápka, rozdělená na oceánské a kontinentální. Mantle Země od ní oddělena tzv hranice Mohorovičić (s názvem chorvatského seizmologii, který stanovil jeho umístění), který se vyznačuje náhlým zvýšením podélné rychlosti seismických vln.

Plášť je asi 67% hmoty planety. Podle moderních dat může být rozdělena do dvou vrstev: horní a dolní. V první je také rozlišována vrstva Golitsyn nebo střední plášť, což je přechodová zóna od horní po dolní. Plášť se obecně rozprostírá do hloubky 30 až 2900 km.

Jádro planety, podle moderních vědců, sestává hlavně ze slitin železa a niklu. To je také rozděleno na dvě části. Vnitřní jádro je pevné, jeho poloměr je odhadován na 1300 km. Vnější - kapalina má poloměr 2200 km. Mezi těmito částmi se rozlišuje přechodová zóna.

Litosféra

Kůra a horní plášť Země jsou spojeny pojmem "litosféra". Jedná se o tvrdou skořápku se stabilními a pohyblivými plochami. Pevná skořápka planety se skládá z litosférické desky, které se mají pohybovat po astenosféře - poměrně plastová vrstva, pravděpodobně viskózní a vysoce ohřátá kapalina. Je součástí horního pláště. Je třeba poznamenat, že existence astenosféry jako souvislé viskózní skořápky není potvrzena seismologickými studiemi. Studium struktury planety umožňuje rozlišit několik podobných vrstev umístěných svisle. Ve vodorovném směru se asthenosphere zdánlivě přerušuje.

Metody studia pláště

Vrstvy ležící pod kůrou jsou pro studium nepřístupné. Obrovská hloubka, stálé zvyšování teploty a zvýšení hustoty jsou vážným problémem při získávání informací o složení pláště a jádra. Nicméně je stále možné představit si strukturu planety. Geofyzikální data se stávají hlavním zdrojem informací při studiu pláště. Rychlost šíření seismických vln, rysy elektrické vodivosti a gravitace umožňují vědcům vytvářet předpoklady o složení a dalších vlastnostech podkladových vrstev.

Některé informace lze navíc získat od magmatické skály a úlomky plášťů pláště. Druhá část obsahuje diamanty, které mohou o spodním plášti složitější. Mantle horniny jsou také nalezené v zemské kůry. Jejich studie pomáhá pochopit složení pláště. Nevyměňují však vzorky získané přímo z hlubokých vrstev, protože v důsledku různých procesů, které se vyskytují v kůře, se jejich složení liší od pláště.

Zemský plášť: složení

Dalším zdrojem informací o tom, co je plášť, jsou meteority. Podle moderní koncepce, chondrity (nejběžnější ve světové skupině meteoritů), ve složení podobné zemského pláště. Předpokládá se, že obsahuje prvky, které byly v pevném stavu nebo vstoupily do pevného složení během formace planety. Patří k nim křemík, železo, hořčík, kyslík a některé další. V plášti se spojují oxid křemičitý, tvoří silikáty. V horní vrstvě se nacházejí křemičitany hořečnaté, množství křemičitanu železa se zvyšuje s hloubkou. V dolním plášti se tyto sloučeniny rozkládají na oxidy (SiO₂, MgO, FeO).

Zvláštní zájem vědců jsou kameny, které se v zemské kůře nevyskytují. Předpokládá se, že existuje mnoho takovýchto sloučenin v plášti grospiditů, karbonatitů a tak dále.

Vrstvy

Podívejme se podrobněji na rozsah vrstev pláště. Podle vědců horní oblasti zaujímají vzdálenost asi 30 až 400 km od povrchu země. Dále existuje přechodová zóna, která se rozkládá dalších 250 km. Další vrstva je spodní. Jeho hranice se nachází v hloubce asi 2900 km a je v kontaktu s vnějším jádrem planety.

Tlak a teplota

S nástupem do vnitřku planety vzrůstá teplota. Zemský plášť je pod vlivem extrémně vysokého tlaku. V zóně astenosféry převažuje účinek teploty, tudíž látka je v takzvaném amorfním nebo polotuhém stavu. Hluboko pod tlakem působí těžké.

Studium pláště a hranice Mohorovicic

Plášť Země nedává vědcům dostatek odpočinku po dlouhou dobu. V laboratořích nad skalami, pravděpodobně obsaženými ve složení horní a spodní vrstvy, jsou prováděny pokusy o pochopení složení a vlastností pláště. Japonští vědci zjistili, že spodní vrstva obsahuje velké množství křemíku. Horní plášť obsahuje vodní rezervy. Pochází z zemské kůry a také proniká odtud na povrch.

Zvláštní zájem se týká povrchu Mohorovičic, jehož povaha není zcela pochopena. Seismologický výzkum naznačuje, že na 410 kilometrů na které je umístěn povrchových změn probíhá metamorfovaných hornin (stávají hustší), který se projevuje v prudkém nárůstu rychlosti šíření vln. Předpokládá se, že čedičové horniny v oblasti Mohorovicovské hranice jsou převedeny na ekologii. V tomto případě se hustota pláště zvyšuje přibližně o 30%. Existuje další verze, podle které je důvodem změny rychlosti seismických vln změna složení hornin.

Tikyu Hakken

V roce 2005 byla v Japonsku vybudována speciálně vybavená plavidla Chikyu. Jeho posláním je dosáhnout rekordní hluboké díry na dně Tichého oceánu. Vědci očekávají, že odeberou vzorky hornin horního pláště a hranic Mohorovicic, aby získali odpovědi na mnoho otázek souvisejících se strukturou planety. Projekt je naplánován na rok 2020.

Je třeba poznamenat, že vědci nejen obrátili svůj pohled do oceánských hlubin. Podle výzkumu je tloušťka kůry na dně moře mnohem menší než na kontinentech. Rozdíl je významný: pod vodním sloupem v oceánu až po magmatu je nutné překonat v některých oblastech pouze 5 km, zatímco na zemi se toto číslo zvyšuje na 30 km.

Nyní loď již pracuje: byly získány vzorky hlubokých uhelných švů. Realizace hlavního cíle projektu umožní pochopit, jak je uspořádán plášť Země, jaké látky a prvky tvoří její přechodová zóna a také určuje spodní hranici šíření života na planetě.

Náš nápad struktury Země až do úplného dokončení. Důvodem pro to - složitost pronikání do interiéru. Technický pokrok však nezastaví. Dosažené výsledky vědy naznačují, že v ne příliš vzdálené budoucnosti budeme vědět mnohem víc o vlastnostech pláště.