Географическая энциклопедия. Мантия Земли: состав. Давление и температура

В статье рассказывается о том, что такое мантия, какие значения носит это слово, в частности говорится о планетарной мантии.

Многообразие

В любом живом языке, на котором говорят люди, если он развивается, со временем под влиянием тех или иных обстоятельств появляются слова, которые имеют несколько смысловых значений. Они присущи им изначально, или же подобное происходит со временем. В качестве примера можно привести зАмок и замОк, а также слово «язык». Это и орган во рту человека, и некая вытянутая местность, и военнопленный, который может предоставить ценные сведения.

И одним из таких слов является «мантия». Что такое мантия? При упоминании ее на ум приходят разные вещи - одежда, строение планетарной коры и прочее. В статье мы и разберем значения этого слова, но обо всем по порядку.

Планета

В недрах нашей планеты постоянно происходят различные реакции, заметить их невооруженным глазом, само собой, нельзя, но вот их последствия люди ощущали всегда. Наиболее яркие их проявления - это землетрясения и их «спутники»: цунами, извержения вулканов и прочее. Условно внутреннее строение нашей планеты можно разделить на три слоя, это кора, мантия и ядро. Так что такое

Как уже было сказано, мантия - это слой, который встречается только у планет земной группы и расположен он между корой поверхности и внутренним ядром небесного тела. По предположению ученых, образуется она в результате процессов отделения металлических частей от первичного вещества планеты и ухода их в глубину, а продукты плавления подобных веществ в результате и образуют кору тела. Так что теперь мы выяснили, что такое мантия Земли. На нашей планете состоит она в основном из перидотитов.

Как упоминалось ранее, планетные мантии характерны не только для Земли, ее имеют практически все иные известные небесные тела так называемой земной группы - Луна, Венера, Марс. А вот Меркурию повезло меньше: в результате сильной метеоритной бомбардировки вся кора и значительная часть мантии были уничтожены.

На Венере же мантия отличается от земной гораздо большей температурой, а вместо в недрах нашей небесной соседки присутствуют плюмовые течения. Так что мы разобрались в вопросе о том, что такое мантия геологическая. Теперь же рассмотрим иные значения этого слова.

Одежда

Мантия - это также и предмет одежды, он очень древний, использовался нашими предками тысячелетия назад. Но в наше время используется в основном в качестве символического или ритуального одеяния, к примеру, как судейская мантия. Как ни удивительно, но такая мантия считается официальным одеянием некоторых работников судейской системы многих стран.

Подобная одежда как бы скрывает все человеческое и слабое, возвышая судью или адвоката над мирскими страстями и сильными эмоциями, которые могут повлиять на исход дела. А черный цвет также символизирует беспристрастность. Теперь нам известно еще, что такое мантия как официальная форма одеяния для служителей специальных органов.

Подобный элемент облачения также является частью академической одежды выпускников многих вузов и преподавателей академий и иных учебных заведений. Правда, подобная традиция существует не во всех странах. Она берет свое начало еще в средние века, когда церковь имела сильное влияние на общество, а большинство институтов и иных образовательных учреждений произошли именно из церковных школ. Вот мы и разобрали еще один аспект вопроса о том, что такое мантия, определение этого слова и какое оно имеет значения.

Зоология

В зоологии мантия - это особая складка кожи, которая облегает часть тела или все тело. Употребляем термин по отношению к моллюскам и усоногим ракообразным.

Во времена дореволюционной России в учебниках биологии мантию часто называли епанчей, но в наше время этот термин устарел и больше не используется.

Планета, на которой мы живем, третья от Солнца, с естественным спутником - Луной.

Наша планета характеризуется слоевой структурой. Она состоит из твёрдой силикатной оболочки - земной коры, мантии и металлического ядра, внутри твердого, снаружи жидкого.

Граничная зона (поверхность Мохо) отделяет кору Земли от мантии. Она получила свое название в честь югославского сейсмолога А. Мохоровичича, который, изучая балканские землетрясения, установил наличие данного разграничения. Эта зона носит название нижнего рубежа коры земного шара.

Следующий пласт - мантия Земли

Давайте с ним познакомимся. Мантия Земли - это фрагмент, который располагается под корой и почти доходит до сердцевины. Иными словами, это пелена, которая укрывает «сердце» Земли. Это основная составляющая земного шара.

Она состоит из пород, в структуру которых входят силикаты железа, кальция, магния и др. Вообще, ученые полагают, что ее внутреннее содержание схоже по составу с каменными метеоритами (хондритами). В большей степени в мантию земли входят химические элементы, которые пребывают в твердом виде или в твердых химических соединениях: железо, кислород, магний, кремний, кальций, оксиды, калий, натрий и др.

Ее никогда не видел глаз человеческий, но, по мнению ученых, она занимает большую часть объема Земли, порядка 83%, масса ее - почти 70% земного шара.

А также есть предположение, что по направлению к земной сердцевине давление увеличивается, а температура доходит до своего максимума.

Вследствие этого температура мантии Земли измеряется не одной тысячей градусов. При таких обстоятельствах, казалось бы, субстанция мантии должна расплавиться или преобразоваться в газообразное состояние, но этот процесс останавливает сильнейшее давление.

Следовательно, мантия Земли находится в кристаллически-твердом состоянии. Хотя при этом накалена.

Каково же строение мантии Земли?

Геосферу можно охарактеризовать наличием трех слоев. Это верхняя мантия Земли, за ней идет астеносфера, и замыкается ряд нижней мантией.

Мантия состоит из верхней и нижней, первая простирается вширь от 800 до 900 км, вторая имеет ширину 2 тысячи километров. Общая толщина мантии Земли (обоих слоев) равняется приблизительно трем тысячам километров.

Наружный фрагмент расположен под земной корой и входит в литосферу, нижний составляют астеносфера и слой Голицина, для которого характерно увеличение скоростей сейсмических волн.

Согласно гипотезе ученых, верхняя мантия образована прочными породами, поэтому твердая. Но на отрезке от 50 до 250 километров от поверхности земной коры есть не в полной мере расплавленная прослойка - астеносфера. Вещество в этой части мантии напоминает аморфное или полурасплавленное состояние.

Этот слой имеет мягкую пластилиновую структуру, по которому перемещаются твердые слои, находящиеся выше. В связи с этой особенностью эта часть мантии имеет способность течь очень медленно, на несколько десятков миллиметров в год. Но тем не менее это весьма ощутимый процесс на фоне движения земной коры.

Процессы, протекающие внутри мантии, оказывают влияние и прямое воздействие на кору земного шара, вследствие чего происходит движение континентов, горообразование, а человечество сталкивается с такими природными явлениями, как вулканизм, землетрясения.

Литосфера

Верхушка мантии, располагающаяся на жаркой астеносфере, в тандеме с земной корой нашей планеты образует прочный корпус - литосферу. В переводе с греческого языка - камень. Она не является цельной, а состоит из литосферных плит.

Их количество - тринадцать, хотя оно не остается постоянным. Движутся они очень медленно, до шести сантиметров в год.

Их совокупные разнонаправленные движения, которые сопровождаются разломами с образованием бороздок земной коры, носят название тектонические.

Этот процесс активируется за счет постоянной миграции составляющих мантии.

Поэтому происходят вышеупомянутые подземные толчки, существуют вулканы, глубоководные впадины, хребты.

Магматизм

Данное действо можно охарактеризовать как непростой процесс. Его запуск происходит благодаря движениям магмы, имеющей отдельные очаги, расположенные в разных слоях астеносферы.

По причине этого процесса на поверхности Земли мы можем наблюдать извержение магмы. Это всем хорошо известные вулканы.

МАНТИЯ

МАНТИЯ , слой Земли между КОРОЙ и ЯДРОМ, до 2900 км. Ее границы определяются главными изменениями сейсмической активности. Мантия составляет большую часть Земли, 82% ее объема и 68% ее массы. Можно выделить несколько отличительных частей мантии. Самая верхняя часть - твердая и хрупкая и вместе с земной корой образует ЛИТОСФЕРУ. Верхняя часть мантии также имеет мягкую зону, которая называется АСТЕНОСФЕРОЙ. Температура и давление сбалансированы, большая часть материала мантии близка к точке плавления или находится частично в расплавленном состоянии и способна течь. Недавние исследования предполагают, что этот слой отвечает за производство базальтовой МАГМЫ. Остальная часть мантии считается более твердой, но все же способной к тому, чтобы течь. В нижних слоях мантии можно обнаружить некоторые изменения в сейсмической активности, которые можно истолковать как изменения минеральных фаз, где атомные уплотнения перестраиваются в более плотные и более компактные блоки. Химический состав мантии неясен, но предполагается, что она состоит из железо-магниевых силикатов.

Научно-технический энциклопедический словарь .

Смотреть что такое "МАНТИЯ" в других словарях:

- (от лат. mantelluin плащ). Длинный, нарядный плащ, присвоенный известному сану и званию, напр.: царям, архиереям, монахам. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МАНТИЯ ново греч. mantion, фр. manteau,… … Словарь иностранных слов русского языка

Толковый словарь Ушакова

МАНТИЯ, мантии, жен. (греч. mantia) (книжн.). 1. Широкая длинная одежда в виде плаща, ниспадающего до земли, носимая поверх другого платья. Монашеская черная мантия. Пурпурная мантия (у царей в древности). 2. У моллюсков складка кожи, одевающая… … Толковый словарь Ушакова

Хвост; плащ, сфера, складка, катоптромантия, епанча, одежда, мантилька, палий, оболочка, порфира, мафорий Словарь русских синонимов. мантия сущ., кол во синонимов: 14 аболла (1) … Словарь синонимов

- (от ср. гр. mantion покрывало, плащ) длинный плащ; парадное одеяние монархов, высших служителей церкви, в некоторых странах судей, адвокатов, членов ученых обществ и академий. В РФ введены для судей в 1992 г … Юридический словарь

В биологии складка кожи у некоторых беспозвоночных (моллюски, плеченогие, усоногие раки), охватывающая все тело животного или его часть. Из выделений мантии образуется наружный скелет …

- (от ср. греч. mantion покрывало плащ), длинный плащ; парадное одеяние монархов, высших служителей церкви, в некоторых странах судей, адвокатов, членов ученых обществ и академий … Большой Энциклопедический словарь

МАНТИЯ, и, жен. 1. Широкая и длинная одежда в виде плаща. Пунцовая м. кардинала. Королевская м. с горностаями. 2. Складка кожи у нек рых беспозвоночных животных, охватывающая тело (спец.). 3. Внутренняя сфера Земли, находящаяся под её корой и… … Толковый словарь Ожегова

Жен. нарядный плащ, широкий или безрукавый охабень, присвоенный иному сану или званию. царская, парчовая, с вышитыми орлами, на горностае; архиерейская, шелковая, гиацинтового цвета, с бархатными скрижалями на груди; архимандритская,… … Толковый словарь Даля

- (от среднегреч. mantion покрывало, плащ), наружная складка кожи у моллюсков, плеченогих и усоногих ракообразных, покрывающая всё тело животного или его часть. Как правило, спец. железистые клетки М. выделяют наруж. скелет (раковину). М. водных… … Биологический энциклопедический словарь

У учёных нет сомнений в том, что наша планета состоит минимум из трёх структур: наружная оболочка – кора, внутренняя сердцевина – ядро, а между ними как раз и лежит слой земных пород – мантия.

Она заметно толще коры и занимает более 80% всего объёма земного шара. Начинается мантия на глубине примерно 30–50 км (под океанами) и гораздо ниже – под континентами. На глубине около 30 000 км она граничит с ядром.

Как изучают строение Земли на таких огромных глубинах?

Конечно, недра – это не бездны океана или космоса. Внутрь планеты не послать ни экспедиции, ни роботов. Однако разработаны методы, которые позволяют туда «заглянуть». Для этого есть несколько путей.

1. Геофизические исследования. Например, регистрировать распространение волн от землетрясений. Пока эти волны доберутся, например, от Японии до Германии, они не раз изменят своё направление и скорость. По тому, в каких слоях они идут медленней, в каких – быстрее, можно судить о строении этих слоёв, их составе.

2. Геологические коллекции. Специалисты часто умеют различать «камешки» по месту их рождения. Так, недавно удалось по примесям расшифровать биографию шести алмазов. Когда-то крошечные кусочки углерода опустились из коры в мантию и «утонули» в ней. Чудовищное давление превратило их в , а восходящий поток понёс их в кору. Они оказались в вулканической породе, которую через 200 млн. лет люди подняли из бразильской шахты.

3. Эксперименты. Примерно представляя себе условия в недрах Земли, можно воспроизвести их в лабораториях и посмотреть на результаты.

4. Бурение сверхглубоких скважин. Правда, пока что самая глубокая из них, на Кольском полуострове достигла лишь отметки 12 262 метра. Возможно, добраться до мантии получится бурением океанского дна – здесь-то кора намного тоньше. Такое может оказаться под силу буровым суднам, уже созданным специально для подобных работ.

Из чего состоит мантия? Какие процессы в ней идут?

О мантии можно судить по её обломкам, которые вынесены на поверхность суши или долин океанского дна миллиарды лет назад. Предполагают, что мантия зеленовато-чёрная и состоит из горных пород, содержащих кремний, магний, кальций, железо, кислород. По составу она похожа на . Когда-то, до образования коры, такой была вся поверхность Земли.

Ныне распад радиоактивных веществ подогревает ядро, и оно передаёт свой жар мантии. Температура самого нижнего её слоя измеряется тысячами градусов. Поэтому его горные породы размягчены, колоссальное давление делает их текучими. Снаружи температура мантии постепенно падает. Охлаждённые внешние массы опускаются, подогретые внутренние – всплывают. Из-за высокой вязкости скорость движения невелика – до нескольких десятков сантиметров в год. Но этот круговорот никогда не прекращается. Время от времени потоки мантийного вещества внедряются в кору, этим перемещениям помогают вулканы.

Почему важно исследовать мантию Земли?

Мантия находится от нас далеко (точнее, глубоко), но, безусловно, влияет на жизнь людей и всей окружающей нас природы. Движения в мантии заставляют перемещаться стоящие на ней огромные плиты коры, которые несут континенты. Результат известен – землетрясения, извержения вулканов и массовые вымирания организмов, рождение и гибель островов, движение материков. Поняв процессы в мантии, мы получим шанс предвидеть глобальные катастрофы.

Тепловые перемещения в мантии влияют на появление зон подземного тепла. Представляя себе её «поведение», будет легче находить такие зоны для постройки геотермальных электростанций, горячие подземные воды, металлические руды. Да и другие полезные ископаемые тоже.


Скажем, считалось, что горючий газ метан образуется из гниющей органики благодаря бактериям. Но не так давно группа физиков доказала, что бывает иначе. Учёные смешали воду, оксид железа и минерал кальцит. Смесь разогрели до 1000°С под давлением 110 тысяч атмосфер и получили метан! Эти означало, что он может появляться и в глубинах мантии. Не исключено, что оттуда он поднимается в толщу коры. Так что тут нужно искать его скопления и добывать.

Многим известно, что планета Земля в сейсмическом (тектоническом) смысле состоит из ядра, мантии и литосферы (коры). Мы рассмотрим, что такое мантия. Это слой или промежуточная оболочка, которая находится между ядром и корой. Мантия составляет 83% объема планеты Земля. Если же брать вес, то 67% Земли - это мантия.

Два слоя мантии

Еще в начале двадцатого века было принято считать, что мантия однородна, но уже к середине столетия ученые пришли к выводу, что она состоит из двух слоев. Близкий к ядру слой - это нижняя мантия. Тот слой, который граничит с литосферой - верхняя мантия. Верхняя мантия уходит вглубь Земли приблизительно на 600 километров. Нижняя граница нижней мантии расположена на глубине до 2900 километров.

Из чего состоит мантия

Подобраться к мантии ученым еще не доводилось. Никакое бурение пока еще не позволило приблизиться к ней. Поэтому все исследования производятся не опытным, а теоретическим и опосредованным путем. Свои выводы о мантии земли ученые делают прежде всего на основе геофизических исследований. В расчет берутся электропроводность, сейсмические волны, скорость их распространения, сила.

Японские ученые заявляли о своих намерениях подойти к мантии земли, пробурив океанические породы, но пока их планы еще не воплощены в жизнь. На дне океана уже найдены некоторые места, где слой земной коры наиболее тонкий, то есть до верхней части мантии отсанется бурить всего-то каких-то 3000 км. Сложность заключается в том, что бурение должно проводится на дне океана и при этом буру предстоит пройти участки сверхпрочных пород, а это можно сравнить с попыткой хвостика нитки прорваться через стенки наперстка. Безусловно, возможность изучить образцы пород, взятых непосредственно из мантии, дала бы составить более точное представление о ее структуре и составе.

Алмазы и перидоты

Информативными являются и мантийные породы, которые в результате различных геофизических и сейсмических процессов оказываются на поверхности земли. Например, к мантийным породам относятся алмазы. Некоторые из них, предполагают исследователи, поднимаются из нижней мантии. Наиболее распространенные породы - это перидоты. Они часто выбрасываются в лаве извержениями вулканов. Изучение мантийных пород позволяет ученым с определенной точностью говорить о составе и основных чертах мантии.

Жидкое состояние и вода

Составляют мантию силикатные породы, которые насыщены магнием и железом. Все вещества, составляющие мантию, пребывают в раскаленном. расплавленном, жидком состоянии, ведь температура этого слоя достаточно велика - до двух с половиной тысяч градусов. Вода также входит в состав мантии Земли. В количественном отношении ее там в 12 раз больше, чем в мировом океане. Запас воды в мантии таков, что если бы ее выплеснуть на поверхность земли, то вода поднялась бы над поверхностью на 800 метров.

Процессы в мантии

Граница мантии не представляет собой ровную линию. Наоборот, в некоторых местах, например, в районе Альп, на дне океанов, мантийные, то есть относящиеся к мантии породы подступают довольно близко к поверхности Земли. Именно физические и химические процессы, которые протекают в мантии, оказывают влияние на то, что происходит в земной коре и на поверхности земли. Речь идет об образовании гор, океанов, движении материков.