Zemljin omotač je dio geosfere koji se nalazi između kore i jezgra. Sadrži veliki udio cjelokupne supstance planete. Proučavanje plašta nije važno samo u smislu razumijevanja unutrašnje strukture Zemlje. Može baciti svjetlo na formiranje planete, omogućiti pristup rijetkim spojevima i stijenama, pomoći u razumijevanju mehanizma potresa i kretanja litosferskih ploča. Međutim, nije lako doći do informacija o sastavu i karakteristikama plašta. Ljudi još ne znaju kako da buše tako duboke bunare. Zemljin omotač se sada uglavnom proučava pomoću seizmičkih talasa. I modeliranjem u laboratoriji.
Struktura Zemlje: plašt, jezgro i kora
Prema modernim konceptima, unutrašnja struktura naše planete podijeljena je na nekoliko slojeva. Gornji dio je kora, zatim plašt i jezgro Zemlje. Kora je tvrda školjka podijeljena na okeansku i kontinentalnu. Zemljin plašt je od njega odvojen granicom tzvMohorovičić (nazvan po hrvatskom seizmologu koji je ustanovio njegovu lokaciju), koju karakterizira nagli porast brzina kompresijskih seizmičkih valova.
Plošt čini oko 67% mase planete. Prema savremenim podacima, može se podijeliti u dva sloja: gornji i donji. U prvom se također razlikuje sloj Golitsyn ili srednji plašt, koji je prijelazna zona od gornjeg ka donjem. Općenito, plašt se proteže od 30 do 2900 km.
Jezgro planete, prema savremenim naučnicima, sastoji se uglavnom od legura gvožđa i nikla. Također je podijeljen na dva dijela. Unutrašnje jezgro je čvrsto, radijus mu se procjenjuje na 1300 km. Vanjski - tečni, ima radijus od 2200 km. Između ovih dijelova razlikuje se prelazna zona.
Litosfera
Koru i gornji omotač Zemlje objedinjuje koncept "litosfere". To je tvrda školjka sa stabilnim i pokretnim područjima. Čvrsta ljuska planete sastoji se od litosfernih ploča, za koje se pretpostavlja da se kreću kroz astenosferu - prilično plastičan sloj, vjerovatno viskozna i jako zagrijana tekućina. To je dio gornjeg plašta. Treba napomenuti da postojanje astenosfere kao kontinuirane viskozne ljuske nije potvrđeno seizmološkim istraživanjima. Proučavanje strukture planete omogućava nam da identificiramo nekoliko sličnih slojeva smještenih okomito. U horizontalnom pravcu, astenosfera je, očigledno, stalno u prekidu.
Metode proučavanja plašta
Slojevi ispod kore su nedostupnistudija. Ogromna dubina, stalno povećanje temperature i povećanje gustine predstavljaju ozbiljan problem za dobijanje informacija o sastavu plašta i jezgra. Međutim, još uvijek je moguće zamisliti strukturu planete. Prilikom proučavanja plašta, geofizički podaci postaju glavni izvori informacija. Brzina seizmičkih talasa, električna provodljivost i gravitacija omogućavaju naučnicima da naprave pretpostavke o sastavu i drugim karakteristikama slojeva ispod.
Pored toga, neke informacije se mogu dobiti iz magmatskih stijena i fragmenata stijena plašta. Potonji uključuju dijamante, koji mogu puno reći čak i o donjem plaštu. Stene plašta se takođe nalaze u zemljinoj kori. Njihovo proučavanje pomaže u razumijevanju sastava plašta. Međutim, oni neće zamijeniti uzorke uzete direktno iz dubokih slojeva, jer se kao rezultat različitih procesa koji se odvijaju u kori, njihov sastav razlikuje od omotača.
Earth's Mantle: Kompozicija
Meteoriti su još jedan izvor informacija o tome šta je plašt. Prema modernim konceptima, hondriti (najčešća grupa meteorita na planeti) su po sastavu bliski Zemljinom omotaču.
Trebalo bi da sadrži elemente koji su bili u čvrstom stanju ili su bili u čvrstom stanju tokom formiranja planete. To uključuje silicijum, gvožđe, magnezijum, kiseonik i neke druge. U plaštu se kombinuju sa silicijum-dioksidom i formiraju silikate. ATmagnezijevi silikati se nalaze u gornjem sloju, količina željeznog silikata raste sa dubinom. U donjem plaštu, ova jedinjenja se razlažu u okside (SiO2, MgO, FeO).
Od posebnog interesa za naučnike su stijene koje se ne nalaze u zemljinoj kori. Pretpostavlja se da ima mnogo takvih jedinjenja (grospiditi, karbonatiti, itd.) u plaštu.
Slojevi
Pogledajmo bliže dužinu slojeva plašta. Prema naučnicima, gornji zauzimaju raspon od otprilike 30 do 400 km od površine zemlje. Slijedi prelazna zona, koja ide dublje u dubinu za još 250 km. Sljedeći sloj je dno. Njegova granica se nalazi na dubini od oko 2900 km i u kontaktu je sa vanjskim jezgrom planete.
Pritisak i temperatura
Kako se krećete dublje u planetu, temperatura raste. Zemljin omotač je pod izuzetno visokim pritiskom. U zoni astenosfere utjecaj temperature je veći, pa je ovdje tvar u takozvanom amorfnom ili poluotopljenom stanju. Dublje pod pritiskom, postaje čvrst.
Studije plašta i Mohorovičićeve granice
Zemljin plašt proganja naučnike dosta dugo vremena. U laboratorijima se izvode eksperimenti na stijenama koje su vjerojatno dio gornjeg i donjeg sloja, što nam omogućava da razumijemo sastav i karakteristike plašta. Tako su japanski naučnici otkrili da donji sloj sadrži veliku količinu silicijuma. Gornji plašt sadrži rezerve vode. Ona dolazi izzemljine kore, a odavde prodire i na površinu.
Mohorovičićeva površina je od posebnog interesa, čija priroda nije u potpunosti shvaćena. Seizmološke studije sugeriraju da na nivou od 410 km ispod površine dolazi do metamorfne promjene stijena (postaju gušće), što se očituje naglim povećanjem brzine valova. Pretpostavlja se da se baz altne stijene na području Mohorovićeve granice pretvaraju u eklogit. U ovom slučaju, gustina plašta se povećava za oko 30%. Postoji još jedna verzija, prema kojoj razlog za promjenu brzine seizmičkih valova leži u promjeni sastava stijena.
Cikyu Hakken
U Japanu je 2005. godine izgrađen posebno opremljen brod Chikyu. Njegova misija je da napravi rekordnu duboku bušotinu na dnu Tihog okeana. Naučnici predlažu da se uzmu uzorci stijena gornjeg plašta i Mohorovichičeve granice kako bi se dobili odgovori na mnoga pitanja vezana za strukturu planete. Projekat je planiran za 2020. godinu.
Treba napomenuti da naučnici nisu samo skrenuli pažnju na okeanske dubine. Prema studijama, debljina kore na dnu mora mnogo je manja nego na kontinentima. Razlika je značajna: ispod vodenog stuba u okeanu, samo 5 km da se savlada magma u nekim oblastima, dok se na kopnu ova brojka povećava na 30 km.
Sada brod već radi: primljeni su uzorci dubokih slojeva uglja. Realizacija glavnog cilja projekta omogućit će razumijevanje kako je uređen Zemljin omotač, štasupstance i elementi čine njegovu tranzicijsku zonu, kao i da saznamo donju granicu širenja života na planeti.
Naše razumijevanje strukture Zemlje daleko je od potpunog. Razlog tome je otežano prodiranje u crijeva. Međutim, tehnološki napredak ne miruje. Napredak nauke sugerira da ćemo znati mnogo više o karakteristikama plašta u bliskoj budućnosti.
