Zemljin plašt je dio geosfere koji se nalazi između kore i jezgre. Sadrži veliki udio cjelokupne tvari planeta. Proučavanje plašta nije važno samo u smislu razumijevanja unutarnje strukture Zemlje. Može rasvijetliti nastanak planeta, omogućiti pristup rijetkim spojevima i stijenama, pomoći u razumijevanju mehanizma potresa i kretanja litosfernih ploča. Međutim, nije lako dobiti informacije o sastavu i značajkama plašta. Ljudi još ne znaju kako bušiti tako duboke bušotine. Zemljin plašt se danas uglavnom proučava pomoću seizmičkih valova. I modeliranjem u laboratoriju.
Struktura Zemlje: plašt, jezgro i kora
Prema modernim konceptima, unutarnja struktura našeg planeta podijeljena je na nekoliko slojeva. Gornja je kora, zatim leže plašt i jezgra Zemlje. Kora je tvrda ljuska podijeljena na oceansku i kontinentalnu. Zemljin plašt je od njega odvojen granicom tzvMohorovičić (nazvan po hrvatskom seizmologu koji je ustanovio njegovu lokaciju), za koju je karakterističan nagli porast brzina kompresijskih seizmičkih valova.
Plašt čini oko 67% mase planeta. Prema suvremenim 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 prema donjem. Općenito, plašt se proteže od 30 do 2900 km.
Jezgra planeta, prema modernim znanstvenicima, sastoji se uglavnom od legura željeza i nikla. Također je podijeljen na dva dijela. Unutarnja jezgra je čvrsta, radijus joj se procjenjuje na 1300 km. Vanjski - tekući, ima radijus od 2200 km. Između ovih dijelova razlikuje se prijelazna zona.
Litosfera
Koru i gornji plašt Zemlje objedinjuje koncept "litosfere". To je tvrda ljuska sa stabilnim i pokretnim područjima. Čvrsta ljuska planeta sastoji se od litosfernih ploča, koje bi se trebale kretati kroz astenosferu - prilično plastičan sloj, vjerojatno viskozna i jako zagrijana tekućina. Dio je gornjeg plašta. Treba napomenuti da postojanje astenosfere kao kontinuirane viskozne ljuske nije potvrđeno seizmološkim studijama. Proučavanje strukture planeta omogućuje nam da identificiramo nekoliko sličnih slojeva koji se nalaze okomito. U horizontalnom smjeru, astenosfera je, očito, stalno u prekidu.
Metode proučavanja plašta
Slojevi ispod kore su nedostupnistudija. Ogromna dubina, stalno povećanje temperature i povećanje gustoće ozbiljan su problem za dobivanje informacija o sastavu plašta i jezgre. Međutim, još uvijek je moguće zamisliti strukturu planeta. Prilikom proučavanja plašta, geofizički podaci postaju glavni izvori informacija. Brzina seizmičkih valova, električna vodljivost i gravitacija omogućuju znanstvenicima da naprave pretpostavke o sastavu i drugim značajkama temeljnih slojeva.
Osim toga, neke informacije mogu se dobiti iz magmatskih stijena i fragmenata plaštnih stijena. Potonji uključuju dijamante, koji mogu puno reći čak i o donjem plaštu. Stijene plašta također se nalaze u zemljinoj kori. Njihovo proučavanje pomaže razumjeti sastav plašta. Međutim, oni neće zamijeniti uzorke uzete izravno iz dubokih slojeva, budući da se kao rezultat različitih procesa koji se odvijaju u kori, njihov sastav razlikuje od plašta.
Zemljin plašt: sastav
Meteoriti su još jedan izvor informacija o tome što je plašt. Prema modernim konceptima, hondriti (najčešća skupina meteorita na planetu) po sastavu su bliski Zemljinom plaštu.
Trebao bi sadržavati elemente koji su bili u čvrstom stanju ili su bili u čvrstom stanju tijekom formiranja planeta. To uključuje silicij, željezo, magnezij, kisik i neke druge. U plaštu se spajaju sa silicijevim dioksidom i tvore silikate. NAmagnezijevi silikati nalaze se u gornjem sloju, količina željeznog silikata raste s dubinom. U donjem plaštu, ovi spojevi se raspadaju u okside (SiO2, MgO, FeO).
Znanstvenici posebno zanimaju stijene koje se ne nalaze u zemljinoj kori. Pretpostavlja se da u plaštu ima mnogo takvih spojeva (grospiditi, karbonatiti itd.).
Slojevi
Pogledajmo pobliže duljinu slojeva plašta. Prema znanstvenicima, gornji zauzimaju raspon od otprilike 30 do 400 km od površine zemlje. Slijedi prijelazna 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 s vanjskom jezgrom planeta.
Tlak i temperatura
Kako se krećete dublje u planet, temperatura raste. Zemljin plašt 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 čvrsta.
Studije plašta i Mohorovičićeve granice
Zemljin plašt proganja znanstvenike dosta dugo vremena. U laboratorijima se pokusi provode na stijenama koje su vjerojatno dio gornjeg i donjeg sloja, što nam omogućuje razumijevanje sastava i značajki plašta. Tako su japanski znanstvenici otkrili da donji sloj sadrži veliku količinu silicija. Gornji plašt sadrži rezerve vode. Ona dolazi izzemljine kore, a također odavde prodire na površinu.
Mohorovičićeva površina posebno je zanimljiva, čija priroda nije u potpunosti shvaćena. Seizmološke studije upućuju na to da na razini 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, gustoća 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 je misija napraviti rekordnu duboku bušotinu na dnu Tihog oceana. Znanstvenici predlažu uzimanje uzoraka stijena gornjeg plašta i Mohorovichičeve granice kako bi dobili odgovore na mnoga pitanja vezana za strukturu planeta. Projekt je predviđen za 2020.
Treba napomenuti da znanstvenici nisu samo skrenuli pozornost na oceanske dubine. Prema studijama, debljina kore na dnu mora mnogo je manja nego na kontinentima. Razlika je značajna: ispod vodenog stupca u oceanu, samo je 5 km za prevladavanje magme u nekim područjima, dok se na kopnu ta brojka povećava na 30 km.
Sada brod već radi: primljeni su uzorci dubokih slojeva ugljena. Provedba glavnog cilja projekta omogućit će razumjeti kako je uređen Zemljin plašt, štotvari i elementi čine njegovu prijelaznu zonu, kao i saznati donju granicu širenja života na planetu.
Naše razumijevanje strukture Zemlje daleko je od potpunog. Razlog tome je teškoća prodiranja u crijeva. Međutim, tehnološki napredak ne miruje. Napredak znanosti sugerira da ćemo u bliskoj budućnosti znati mnogo više o karakteristikama plašta.
