დედამიწის მანტია არის გეოსფეროს ნაწილი, რომელიც მდებარეობს ქერქსა და ბირთვს შორის. ის შეიცავს პლანეტის მთელი ნივთიერების დიდ ნაწილს. მანტიის შესწავლა მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ დედამიწის შიდა სტრუქტურის გაგების თვალსაზრისით. მას შეუძლია ნათელი მოჰფინოს პლანეტის ფორმირებას, მისცეს წვდომა იშვიათ ნაერთებსა და ქანებზე, დაეხმაროს მიწისძვრების მექანიზმისა და ლითოსფერული ფირფიტების მოძრაობის გაგებას. თუმცა, მანტიის შემადგენლობისა და მახასიათებლების შესახებ ინფორმაციის მოპოვება ადვილი არ არის. ხალხმა ჯერ არ იცის როგორ ბურღოს ჭაბურღილი ასე ღრმად. დედამიწის მანტია ამჟამად ძირითადად სეისმური ტალღების გამოყენებით არის შესწავლილი. და ასევე ლაბორატორიაში მოდელირებით.
დედამიწის სტრუქტურა: მანტია, ბირთვი და ქერქი
თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, ჩვენი პლანეტის შიდა სტრუქტურა დაყოფილია რამდენიმე ფენად. ზედა არის ქერქი, შემდეგ მანტია და დედამიწის ბირთვი დევს. ქერქი არის მყარი გარსი დაყოფილია ოკეანე და კონტინენტურად. დედამიწის მანტია მისგან გამოყოფილია ე.წმოჰოროვიჩიჩი (ხორვატი სეისმოლოგის სახელის მიხედვით, რომელმაც დაადგინა მისი მდებარეობა), რომელიც ხასიათდება შეკუმშვის სეისმური ტალღების სიჩქარის მკვეთრი ზრდით.
მატია შეადგენს პლანეტის მასის დაახლოებით 67%-ს. თანამედროვე მონაცემებით, ის შეიძლება დაიყოს ორ ფენად: ზედა და ქვედა. პირველში ასევე გამოიყოფა გოლიცინის ფენა ანუ შუა მანტია, რომელიც არის გარდამავალი ზონა ზემოდან ქვედაში. ზოგადად, მანტია ვრცელდება 30-დან 2900 კმ-მდე.
პლანეტის ბირთვი, თანამედროვე მეცნიერების აზრით, ძირითადად რკინა-ნიკელის შენადნობებისგან შედგება. ის ასევე იყოფა ორ ნაწილად. შიდა ბირთვი მყარია, მისი რადიუსი შეფასებულია 1300 კმ. გარეგანი - თხევადი, აქვს რადიუსი 2200 კმ. ამ ნაწილებს შორის გამოიყოფა გარდამავალი ზონა.
ლითოსფერო
დედამიწის ქერქი და ზედა მანტია გაერთიანებულია "ლითოსფეროს" კონცეფციით. ეს არის მყარი გარსი სტაბილური და მობილური არეებით. პლანეტის მყარი გარსი შედგება ლითოსფერული ფირფიტებისაგან, რომლებიც სავარაუდოდ გადაადგილდებიან ასთენოსფეროში - საკმაოდ პლასტიკური ფენა, ალბათ ბლანტი და ძალიან გაცხელებული სითხე. ის ზედა მანტიის ნაწილია. აღსანიშნავია, რომ ასთენოსფეროს უწყვეტი ბლანტი გარსის არსებობა სეისმოლოგიური კვლევებით არ დასტურდება. პლანეტის სტრუქტურის შესწავლა საშუალებას გვაძლევს გამოვავლინოთ ვერტიკალურად განლაგებული რამდენიმე მსგავსი ფენა. ჰორიზონტალური მიმართულებით, ასთენოსფერო, როგორც ჩანს, მუდმივად წყდება.
მანტიის შესწავლის მეთოდები
ქერქის ქვემოთ არსებული ფენები მიუწვდომელიასწავლა. უზარმაზარი სიღრმე, ტემპერატურის მუდმივი მატება და სიმკვრივის მატება სერიოზული პრობლემაა მანტიისა და ბირთვის შემადგენლობის შესახებ ინფორმაციის მისაღებად. თუმცა პლანეტის სტრუქტურის წარმოდგენა ჯერ კიდევ შესაძლებელია. მანტიის შესწავლისას გეოფიზიკური მონაცემები ინფორმაციის ძირითად წყაროდ იქცევა. სეისმური ტალღების სიჩქარე, ელექტრული გამტარობა და გრავიტაცია მეცნიერებს საშუალებას აძლევს გამოთქვან ვარაუდები ქვედა ფენების შემადგენლობისა და სხვა მახასიათებლების შესახებ.
გარდა ამისა, გარკვეული ინფორმაციის მიღება შესაძლებელია ცეცხლოვანი ქანებიდან და მანტიის ქანების ფრაგმენტებიდან. ეს უკანასკნელი მოიცავს ბრილიანტს, რომელსაც შეუძლია ბევრი რამის თქმა ქვედა მანტიის შესახებაც კი. მანტიის ქანები ასევე გვხვდება დედამიწის ქერქში. მათი შესწავლა ხელს უწყობს მანტიის შემადგენლობის გარკვევას. თუმცა, ისინი არ ჩაანაცვლებენ უშუალოდ ღრმა ფენებიდან აღებულ ნიმუშებს, ვინაიდან ქერქში მიმდინარე სხვადასხვა პროცესების შედეგად მათი შემადგენლობა განსხვავდება მანტიისგან.
დედამიწის მანტია: შემადგენლობა
მეტეორიტები ინფორმაციის კიდევ ერთი წყაროა იმის შესახებ, თუ რა არის მანტია. თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, ქონდრიტები (მეტეორიტების ყველაზე გავრცელებული ჯგუფი პლანეტაზე) შემადგენლობით ახლოს არიან დედამიწის მანტიასთან.
სავარაუდოა, რომ შეიცავდეს ელემენტებს, რომლებიც მყარ მდგომარეობაში იყვნენ ან მყარ მდგომარეობაში იყვნენ პლანეტის ფორმირებისას. მათ შორისაა სილიციუმი, რკინა, მაგნიუმი, ჟანგბადი და სხვა. მანტიაში ისინი ერწყმის სილიციუმის დიოქსიდს სილიკატების წარმოქმნით. ATმაგნიუმის სილიკატები განლაგებულია ზედა ფენაში, რკინის სილიკატის რაოდენობა იზრდება სიღრმეში. ქვედა მანტიაში ეს ნაერთები იშლება ოქსიდებად (SiO2, MgO, FeO).
მეცნიერთათვის განსაკუთრებით საინტერესოა ქანები, რომლებიც არ არის ნაპოვნი დედამიწის ქერქში. ვარაუდობენ, რომ მანტიაში ბევრი ასეთი ნაერთია (გროსპიდიტები, კარბონატიტები და ა.შ.).
ფენები
მოდი უფრო ახლოს მივხედოთ მანტიის ფენების სიგრძეს. მეცნიერთა აზრით, ზედა ნაწილები დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 30-დან 400 კმ-მდე დისტანციას იკავებენ. შემდეგი არის გარდამავალი ზონა, რომელიც კიდევ 250 კმ სიღრმეში ჩადის სიღრმეში. შემდეგი ფენა არის ქვედა. მისი საზღვარი მდებარეობს დაახლოებით 2900 კმ სიღრმეზე და კონტაქტშია პლანეტის გარე ბირთვთან.
წნევა და ტემპერატურა
როგორც უფრო ღრმად მიდიხართ პლანეტაზე, ტემპერატურა იმატებს. დედამიწის მანტია უკიდურესად მაღალი წნევის ქვეშ იმყოფება. ასთენოსფეროს ზონაში ტემპერატურის ეფექტი აღემატება, ამიტომ აქ ნივთიერება ე.წ ამორფულ ან ნახევრად გამდნარ მდგომარეობაშია. ზეწოლის ქვეშ უფრო ღრმად ხდება მყარი.
შესწავლა მანტიისა და მოჰოროვიჩის საზღვრის შესახებ
დედამიწის მანტია მეცნიერებს საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში ასვენებს. ლაბორატორიებში ტარდება ექსპერიმენტები კლდეებზე, რომლებიც, სავარაუდოდ, ზედა და ქვედა ფენების ნაწილია, რაც საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ მანტიის შემადგენლობა და მახასიათებლები. ამრიგად, იაპონელმა მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ქვედა ფენა შეიცავს დიდი რაოდენობით სილიკონს. ზედა მანტია შეიცავს წყლის რეზერვებს. ის მოდისდედამიწის ქერქი და ასევე აღწევს აქედან ზედაპირზე.
განსაკუთრებით საინტერესოა
მოჰოროვიჩიჩის ზედაპირი, რომლის ბუნება ბოლომდე არ არის გასაგები. სეისმოლოგიური კვლევები ვარაუდობენ, რომ ზედაპირიდან 410 კმ-ის ქვემოთ, ქანების მეტამორფული ცვლილება ხდება (ისინი უფრო მკვრივი ხდებიან), რაც გამოიხატება ტალღების სიჩქარის მკვეთრ მატებაში. ვარაუდობენ, რომ ბაზალტის ქანები მოჰოროვიჩის საზღვრის მიდამოში გადაიქცევა ეკლოგიტად. ამ შემთხვევაში მანტიის სიმკვრივე იზრდება დაახლოებით 30%-ით. არსებობს კიდევ ერთი ვერსია, რომლის მიხედვითაც, სეისმური ტალღების სიჩქარის ცვლილების მიზეზი ქანების შემადგენლობის ცვლილებაშია.
Cikyu Hakken
2005 წელს იაპონიაში აშენდა სპეციალურად აღჭურვილი გემი Chikyu. მისი მისიაა წყნარი ოკეანის ფსკერზე ჩანაწერის გაკეთება. მეცნიერები გვთავაზობენ აიღონ ზედა მანტიის ქანების და მოჰოროვიჩის საზღვრის ნიმუშები, რათა მიიღონ პასუხი პლანეტის სტრუქტურასთან დაკავშირებულ ბევრ კითხვაზე. პროექტი დაგეგმილია 2020 წელს.
უნდა აღინიშნოს, რომ მეცნიერებმა ყურადღება მხოლოდ ოკეანის სიღრმეებზე არ გაამახვილეს. კვლევების მიხედვით, ქერქის სისქე ზღვების ფსკერზე გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე კონტინენტებზე. განსხვავება მნიშვნელოვანია: ოკეანის წყლის სვეტის ქვეშ, ზოგიერთ რაიონში მაგმის დასაძლევად მხოლოდ 5 კილომეტრია, ხოლო ხმელეთზე ეს მაჩვენებელი 30 კმ-მდე იზრდება.
ახლა გემი უკვე მუშაობს: მიღებულია ნახშირის ღრმა ნაკერების ნიმუშები. პროექტის მთავარი მიზნის განხორციელება შესაძლებელს გახდის გავიგოთ, როგორ არის მოწყობილი დედამიწის მანტია, რანივთიერებები და ელემენტები ქმნიან მის გარდამავალ ზონას, ასევე პლანეტაზე სიცოცხლის გავრცელების ქვედა ზღვრის გასარკვევად.
ჩვენი გაგება დედამიწის სტრუქტურის შესახებ შორს არის ბოლომდე. ამის მიზეზი ნაწლავებში შეღწევის სირთულეა. თუმცა, ტექნოლოგიური პროგრესი ჯერ კიდევ არ დგას. მეცნიერების მიღწევები გვაფიქრებინებს, რომ მანტიის მახასიათებლების შესახებ ბევრად მეტი გვეცოდინება უახლოეს მომავალში.
