Plášť Zeme je časť geosféry, ktorá sa nachádza medzi kôrou a jadrom. Obsahuje veľký podiel celej hmoty planéty. Štúdium plášťa je dôležité nielen z hľadiska pochopenia vnútornej stavby Zeme. Môže osvetliť vznik planéty, sprístupniť vzácne zlúčeniny a horniny, pomôcť pochopiť mechanizmus zemetrasení a pohybu litosférických dosiek. Získať informácie o zložení a vlastnostiach plášťa však nie je jednoduché. Ľudia ešte nevedia vŕtať studne tak hlboko. Zemský plášť sa teraz študuje hlavne pomocou seizmických vĺn. A tiež modelovaním v laboratóriu.
Štruktúra Zeme: plášť, jadro a kôra
Vnútorná štruktúra našej planéty je podľa moderných predstáv rozdelená do niekoľkých vrstiev. Horná je kôra, potom leží plášť a jadro Zeme. Kôra je tvrdá škrupina rozdelená na oceánsku a kontinentálnu. Zemský plášť je od nej oddelený hranicou tzvMohorovicic (pomenovaný po chorvátskom seizmológovi, ktorý určil jeho polohu), ktorý sa vyznačuje prudkým zvýšením rýchlostí kompresných seizmických vĺn.
Plášť tvorí asi 67 % hmotnosti planéty. Podľa moderných údajov sa dá rozdeliť na dve vrstvy: hornú a dolnú. V prvom sa rozlišuje aj vrstva Golitsyn alebo stredný plášť, ktorý je prechodovou zónou z hornej do spodnej. Vo všeobecnosti plášť siaha od 30 do 2900 km.
Jadro planéty podľa moderných vedcov pozostáva hlavne zo zliatin železa a niklu. Je tiež rozdelená na dve časti. Vnútorné jadro je pevné, jeho polomer sa odhaduje na 1300 km. Vonkajšie - kvapalné, má polomer 2200 km. Medzi týmito časťami sa rozlišuje prechodová zóna.
Litosféra
Kôru a vrchný plášť Zeme spája koncept „litosféry“. Je to tvrdá škrupina so stabilnými a mobilnými plochami. Pevný obal planéty tvoria litosférické platne, ktoré sa majú pohybovať astenosférou - skôr plastická vrstva, pravdepodobne viskózna a vysoko zohriata kvapalina. Je súčasťou horného plášťa. Je potrebné poznamenať, že existenciu astenosféry ako súvislého viskózneho obalu nepotvrdzujú seizmologické štúdie. Štúdium štruktúry planéty nám umožňuje identifikovať niekoľko podobných vrstiev umiestnených vertikálne. V horizontálnom smere je astenosféra zjavne neustále prerušovaná.
Metódy štúdia plášťa
Vrstvy pod kôrou sú neprístupnéštúdium. Obrovská hĺbka, neustále zvyšovanie teploty a zvyšovanie hustoty sú vážnym problémom pre získanie informácií o zložení plášťa a jadra. Stále je však možné si predstaviť štruktúru planéty. Pri štúdiu plášťa sa hlavným zdrojom informácií stávajú geofyzikálne údaje. Rýchlosť seizmických vĺn, elektrická vodivosť a gravitácia umožňujú vedcom robiť predpoklady o zložení a ďalších vlastnostiach podkladových vrstiev.
Okrem toho možno niektoré informácie získať z vyvrelých hornín a úlomkov plášťových hornín. K tým druhým patria diamanty, ktoré vedia veľa povedať aj o spodnom plášti. Plášťové horniny sa nachádzajú aj v zemskej kôre. Ich štúdium pomáha pochopiť zloženie plášťa. Nenahradia však vzorky odobraté priamo z hlbokých vrstiev, pretože v dôsledku rôznych procesov prebiehajúcich v kôre je ich zloženie odlišné od plášťa.
Zemský plášť: Zloženie
Meteority sú ďalším zdrojom informácií o tom, čo je plášť. Podľa moderných koncepcií sú chondrity (najbežnejšia skupina meteoritov na planéte) zložením blízko zemského plášťa.
Má obsahovať prvky, ktoré boli v pevnom skupenstve alebo boli v pevnom skupenstve počas formovania planéty. Patria sem kremík, železo, horčík, kyslík a niektoré ďalšie. V plášti sa spájajú s oxidom kremičitým a vytvárajú silikáty. ATkremičitany horečnaté sa nachádzajú v hornej vrstve, množstvo kremičitanu železa s hĺbkou narastá. V spodnom plášti sa tieto zlúčeniny rozkladajú na oxidy (SiO2, MgO, FeO).
Pre vedcov sú mimoriadne zaujímavé kamene, ktoré sa nenachádzajú v zemskej kôre. Predpokladá sa, že v plášti je veľa takýchto zlúčenín (grospiditov, karbonátov atď.).
Vrstvy
Pozrime sa bližšie na dĺžku vrstiev plášťa. Podľa vedcov tie horné zaberajú dosah približne 30 až 400 km od zemského povrchu. Nasleduje prechodová zóna, ktorá ide hlbšie do hĺbky ďalších 250 km. Ďalšia vrstva je spodná. Jeho hranica sa nachádza v hĺbke asi 2900 km a je v kontakte s vonkajším jadrom planéty.
Tlak a teplota
Ako sa pohybujete hlbšie do planéty, teplota stúpa. Zemský plášť je pod mimoriadne vysokým tlakom. V zóne astenosféry prevažuje vplyv teploty, takže tu je látka v takzvanom amorfnom alebo poloroztopenom stave. Hlbšie pod tlakom sa stáva pevným.
Štúdie príkrovu a hranice Mohorovicic
Plášť Zeme prenasleduje vedcov už pomerne dlho. V laboratóriách sa experimenty vykonávajú na horninách, ktoré sú pravdepodobne súčasťou hornej a dolnej vrstvy, čo nám umožňuje pochopiť zloženie a vlastnosti plášťa. Japonskí vedci teda zistili, že spodná vrstva obsahuje veľké množstvo kremíka. Horný plášť obsahuje zásoby vody. Pochádza zzemskú kôru a tiež odtiaľto preniká na povrch.
Osobitne zaujímavý je povrch Mohorovicica, ktorého povaha nie je úplne pochopená. Seizmologické štúdie naznačujú, že v úrovni 410 km pod povrchom dochádza k metamorfnej zmene hornín (stávajú hustejšie), čo sa prejavuje prudkým zvýšením rýchlosti vĺn. Predpokladá sa, že čadičové horniny v oblasti Mohorovićovej hranice sa menia na eklogit. V tomto prípade sa hustota plášťa zvýši asi o 30%. Existuje aj iná verzia, podľa ktorej príčina zmeny rýchlosti seizmických vĺn spočíva v zmene zloženia hornín.
Cikyu Hakken
V roku 2005 bola v Japonsku postavená špeciálne vybavená loď Chikyu. Jeho úlohou je urobiť rekordný hlboký vrt na dne Tichého oceánu. Vedci navrhujú odobrať vzorky hornín horného plášťa a Mohorovičovej hranice, aby získali odpovede na mnohé otázky týkajúce sa štruktúry planéty. Projekt je naplánovaný na rok 2020.
Treba poznamenať, že vedci neobrátili svoju pozornosť len na oceánske hlbiny. Podľa štúdií je hrúbka kôry na dne morí oveľa menšia ako na kontinentoch. Rozdiel je značný: pod vodným stĺpcom v oceáne je v niektorých oblastiach na prekonanie magmy len 5 km, zatiaľ čo na súši sa toto číslo zvyšuje na 30 km.
Loď už funguje: boli prijaté vzorky hlbokých uhoľných slojov. Realizácia hlavného cieľa projektu umožní pochopiť, ako je usporiadaný zemský plášť, čolátky a prvky tvoria jej prechodovú zónu, ako aj zistiť spodnú hranicu šírenia života na planéte.
Naše chápanie štruktúry Zeme nie je ani zďaleka úplné. Dôvodom je sťažené prenikanie do čriev. Technologický pokrok však nezostáva stáť. Pokrok vo vede naznačuje, že v blízkej budúcnosti budeme vedieť oveľa viac o charakteristikách plášťa.
