Mantl – razlika između verzija
m Bot: popravljanje preusmjeravanja |
|||
Red 1: | Red 1: | ||
[[Datoteka:Earth-crust-cutaway-croatian.png|thumb|350px|right|Presjek Zemlje od jezgre do egzosfere. Slika nije u mjerilu.]] |
[[Datoteka:Earth-crust-cutaway-croatian.png|thumb|350px|right|Presjek Zemlje od jezgre do egzosfere. Slika nije u mjerilu.]] |
||
'''Mantl''' ili '''Zemljin plašt''' je debela ljuska, sastavljena od gustih [[stijena]], koja okružuje vanjsku tekuću [[Zemljina jezgra|jezgru]], a nalazi se direktno ispod relativno tanke [[Zemljina kora|Zemljine kore]]. Proteže se do 2,900 km dubine i zauzima 70% [[Zemlja|Zemljinoga]] volumena. |
'''Mantl''' ili '''Zemljin plašt''' je debela ljuska, sastavljena od gustih [[stijena]], koja okružuje vanjsku tekuću [[Zemljina jezgra|jezgru]], a nalazi se direktno ispod relativno tanke [[Zemljina kora|Zemljine kore]]. Proteže se do 2,900 km dubine i zauzima 70% [[Zemlja (planet)|Zemljinoga]] volumena. |
||
== Struktura == |
== Struktura == |
||
Granica između kore i plašta naziva se [[Mohorovičićev diskontinuitet]], skraćeno ''moho''. Moho je granica na kojoj se brzina [[seizmički |
Granica između kore i plašta naziva se [[Mohorovičićev diskontinuitet]], skraćeno ''moho''. Moho je granica na kojoj se brzina [[seizmički talas|seizmičkih valova]] iznenada mijenja. Dubina na kojoj se nalazi moho varira od 5 km ispod [[ocean]]a do 80 km u nekim planinskim regijama poput [[Tibet]]a. Dio plašta koji se nalazi točno ispod kore sastavljen je od relativno hladnih i stoga snažnih stijena plašta. Ovaj snažni sloj izgrađen od kore i gornjeg plašta naziva se [[litosfera]] i također varira u dubini, ali u prosijeku se proteže do 100 km dubine. |
||
Područje ispod litosfere koje se proteže do dubine od 250 km naziva se [[astenosfera]]. U tom području seizmički valovi putuju sporije, stoga se još i naziva zona sporijih brzina (LVZ – eng. ''low velocity zone''). Zbog čega dolazi do usporavanja? Po nekim pretpostavkama, stijene u astenosferi su bliže točki [[talište|tališta]] nego one iznad ili ispod, a neki geolozi smatraju da su stijene u astenosferi djelomično rastaljene. Ako je to točno, onda je ta zona važna iz dva razloga: |
Područje ispod litosfere koje se proteže do dubine od 250 km naziva se [[astenosfera]]. U tom području seizmički valovi putuju sporije, stoga se još i naziva zona sporijih brzina (LVZ – eng. ''low velocity zone''). Zbog čega dolazi do usporavanja? Po nekim pretpostavkama, stijene u astenosferi su bliže točki [[talište|tališta]] nego one iznad ili ispod, a neki geolozi smatraju da su stijene u astenosferi djelomično rastaljene. Ako je to točno, onda je ta zona važna iz dva razloga: |
||
Red 12: | Red 12: | ||
== Karakteristike == |
== Karakteristike == |
||
Plašt se razlikuje od kore po svojim [[mehanika|mehaničkim]] svojstvima i [[kemija|kemijskim]] sastavom. Ustvari, kora je prvenstveno produkt [[taljenje|taljenja]] plašta. Parcijalno taljenje materijala plašta uzrokuje pojavu da se inkompatibilni elementi izdvoje iz stijena plašta i skupa s rjeđim materijalom otplutaju do površine gdje se hlade i skrutnjavaju. Tipične stijene plašta imaju povišenu koncentraciju [[željezo|željeza]] i [[magnezij]]a , a manju koncentraciju [[silicij]]a i [[ |
Plašt se razlikuje od kore po svojim [[mehanika|mehaničkim]] svojstvima i [[kemija|kemijskim]] sastavom. Ustvari, kora je prvenstveno produkt [[taljenje|taljenja]] plašta. Parcijalno taljenje materijala plašta uzrokuje pojavu da se inkompatibilni elementi izdvoje iz stijena plašta i skupa s rjeđim materijalom otplutaju do površine gdje se hlade i skrutnjavaju. Tipične stijene plašta imaju povišenu koncentraciju [[željezo|željeza]] i [[magnezij]]a , a manju koncentraciju [[silicij]]a i [[aluminijum|aluminija]] u odnosu na koru. |
||
Stijene plašta pliće od 400 km većinom se sastoje od [[olivin]]a, [[pirokseni|piroksena]], [[spineli|spinela]] i [[granati|granata]]; tipične stijene su [[peridotit]]i, [[dunit]]i, i [[eklogit]]i. Između 400 i 670 km dubine olivin nije stabilan pa nastaju [[ |
Stijene plašta pliće od 400 km većinom se sastoje od [[olivin]]a, [[pirokseni|piroksena]], [[spineli|spinela]] i [[granati|granata]]; tipične stijene su [[peridotit]]i, [[dunit]]i, i [[eklogit]]i. Između 400 i 670 km dubine olivin nije stabilan pa nastaju [[minerali]] iste kompozicije, ali stabilnije strukture pri uvjetima visokog tlaka i temperature. Ispod 670 km svi minerali iz gornjeg plašta postaju nestabilni. Prevladavaju minerali strukture [[perovskit]]a. Te promjene u mineraloškoj strukturi plašta vrlo lako se mogu uočiti promjenom u brzini seizmičkih valova. One mogu utjecati na [[konvekcija|konvekciju]] plašta, jer rezultiraju promjenama u gustoći i stoga se može apsorbirati ili otpustiti [[latentna toplina]] kao i smanjiti ili povećati dubina polimorfnih faznih prijelaza za područja različitih temperatura. |
||
Zašto je unutarnja jezgra kruta, vanjska tekuća, a plašta krut/plastičan? Zato što [[agregatno stanje]] ovisi o relativnoj točki tališta različitih slojeva (jezgra se sastoji većinom od željeza i [[ |
Zašto je unutarnja jezgra kruta, vanjska tekuća, a plašta krut/plastičan? Zato što [[agregatna stanja|agregatno stanje]] ovisi o relativnoj točki tališta različitih slojeva (jezgra se sastoji većinom od željeza i [[nikl]]a, a plašt i kora od silikata ), ali i o povišenju [[temperatura|temperature]] i [[tlak]]a s povećanjem dubine. Na površini su [[legura|slitine]] željeza i nikla te silikati dovoljno hladni da bi se nalazili u krutome stanju. U gornjem plaštu silikati su većinom kruti, iako postoje manja područja s rastaljenom tvari (tzv. ''magmatske komore''), a kako je gornji plašt vruć i pod relativnom malim tlakom, stijene tog područja imaju relativno malu [[viskoznost]]. Nasuprot tome, donji plašt je pod visokim tlakovima i stoga ima veću viskoznost nego gornji. [[metal|Metalna]] vanjska jezgra je u tekućem stanju usprkos većem tlaku nego u plaštu jer su za nikal i željezo točke tališta ispod onih za silikate. Unutarnja jezgra je u krutome stanju zbog ogromnih tlakova u središtu Zemlje. |
||
== Temperatura == |
== Temperatura == |
||
Red 23: | Red 23: | ||
== Kretanje == |
== Kretanje == |
||
[[Datoteka:Convection-snapshot.gif|thumb|350px|desno|Termalna konvekcija]] |
[[Datoteka:Convection-snapshot.gif|thumb|350px|desno|Termalna konvekcija]] |
||
Zbog temperaturne razlike između Zemljine površine i vanjske jezgre sposobnosti kristaliziranih stijena da na visokim temperaturama i tlaku podliježu sporim, viskoznim deformacijama, u plaštu postoji cirkulirajući mehanizam konvekcije. Vrući materijal se izdiže, vjerojatno s granice s vanjskom jezgrom, dok hladniji i teži materijal tone. Za vrijeme uzdizanja materijal se hladi i [[adijabatski |
Zbog temperaturne razlike između Zemljine površine i vanjske jezgre sposobnosti kristaliziranih stijena da na visokim temperaturama i tlaku podliježu sporim, viskoznim deformacijama, u plaštu postoji cirkulirajući mehanizam konvekcije. Vrući materijal se izdiže, vjerojatno s granice s vanjskom jezgrom, dok hladniji i teži materijal tone. Za vrijeme uzdizanja materijal se hladi i [[adijabatski proces|adijabatski]] i [[kondukcija|kondukcijom]] u hladnije dijelove plašta koji ga okružuju. Temperatura pada sa smanjenjem tlaka (koje je povezano s manjom dubinom), pa se toplina materijala raspodjeljuje na veći volumen. Pošto temperature tališta opadaju sa smanjenjem tlaka, moguće je da se parcijalno taljenje događa točno ispod [[litosfera|litosfere]] što uzrokuje vulkanizam i plutonizam. |
||
Konvekcija plašta je kaotičan proces (u smislu [[dinamika|dinamike]] fluida) i sastavni je dio [[tektonika ploča|tektonike ploča]]. Tektoniku ploča nikako se ne bi smjelo miješati sa starijim terminom [[pomicanje kontinenata]]. Kretanje litosfere i plašta na kojemu leži su povezani jer je litosfera koja tone dominantna sila za pokretanje konvekcije u plaštu. Tektonika ploča je komplicirana veza između sila koje uzrokuju da oceanska kora tone i kretanja unutar plašta. |
Konvekcija plašta je kaotičan proces (u smislu [[dinamika|dinamike]] fluida) i sastavni je dio [[tektonika ploča|tektonike ploča]]. Tektoniku ploča nikako se ne bi smjelo miješati sa starijim terminom [[pomjeranje kontinenata|pomicanje kontinenata]]. Kretanje litosfere i plašta na kojemu leži su povezani jer je litosfera koja tone dominantna sila za pokretanje konvekcije u plaštu. Tektonika ploča je komplicirana veza između sila koje uzrokuju da oceanska kora tone i kretanja unutar plašta. |
||
Zbog relativno niske viskoznosti u gornjem plaštu, moglo bi se pretpostaviti da nema [[potres]]a ispod dubine od 300 km. Međutim, u [[subdukcija|zonama subdukcije]], [[geotermalni gradijent]] može se smanjiti gdje hladni površinski materijal tone, što povećava snagu stijena plašta i uzrokuje pojavljivanje potresa na dubinama od 400 km do 600 km. |
Zbog relativno niske viskoznosti u gornjem plaštu, moglo bi se pretpostaviti da nema [[potres]]a ispod dubine od 300 km. Međutim, u [[subdukcija|zonama subdukcije]], [[geotermalni gradijent]] može se smanjiti gdje hladni površinski materijal tone, što povećava snagu stijena plašta i uzrokuje pojavljivanje potresa na dubinama od 400 km do 600 km. |
||
Tlak na bazi plašta iznosi približno 136 GPa. Tlak se povećava s povećanjem dubine jer donji materijal mora držati težinu materijala iznad sebe. Cijeli plašt se deformira kao [[tekućina]] na dugim vremenskim skalama. Pretpostavlja se da viskoznost plašta iznosi između 10<sup>19</sup> i 10<sup>24</sup> Pas, ovisno o temperaturi, sastavu, stanju pritiska i mnogim drugim faktorima. Unatoč tome, gornji plašt teče vrlo sporo. Pod utjecajem snažnih sila može postati slabiji, što je možda jako važno u formiranju granica između [[litosferne ploče|litosfernih ploča]]. |
Tlak na bazi plašta iznosi približno 136 GPa. Tlak se povećava s povećanjem dubine jer donji materijal mora držati težinu materijala iznad sebe. Cijeli plašt se deformira kao [[tekućine|tekućina]] na dugim vremenskim skalama. Pretpostavlja se da viskoznost plašta iznosi između 10<sup>19</sup> i 10<sup>24</sup> Pas, ovisno o temperaturi, sastavu, stanju pritiska i mnogim drugim faktorima. Unatoč tome, gornji plašt teče vrlo sporo. Pod utjecajem snažnih sila može postati slabiji, što je možda jako važno u formiranju granica između [[litosferne ploče|litosfernih ploča]]. |
||
{{Commonscat|Structure of the Earth}} |
{{Commonscat|Structure of the Earth}} |
||
Verzija na datum 16 juni 2013 u 23:12
Mantl ili Zemljin plašt je debela ljuska, sastavljena od gustih stijena, koja okružuje vanjsku tekuću jezgru, a nalazi se direktno ispod relativno tanke Zemljine kore. Proteže se do 2,900 km dubine i zauzima 70% Zemljinoga volumena.
Struktura
Granica između kore i plašta naziva se Mohorovičićev diskontinuitet, skraćeno moho. Moho je granica na kojoj se brzina seizmičkih valova iznenada mijenja. Dubina na kojoj se nalazi moho varira od 5 km ispod oceana do 80 km u nekim planinskim regijama poput Tibeta. Dio plašta koji se nalazi točno ispod kore sastavljen je od relativno hladnih i stoga snažnih stijena plašta. Ovaj snažni sloj izgrađen od kore i gornjeg plašta naziva se litosfera i također varira u dubini, ali u prosijeku se proteže do 100 km dubine.
Područje ispod litosfere koje se proteže do dubine od 250 km naziva se astenosfera. U tom području seizmički valovi putuju sporije, stoga se još i naziva zona sporijih brzina (LVZ – eng. low velocity zone). Zbog čega dolazi do usporavanja? Po nekim pretpostavkama, stijene u astenosferi su bliže točki tališta nego one iznad ili ispod, a neki geolozi smatraju da su stijene u astenosferi djelomično rastaljene. Ako je to točno, onda je ta zona važna iz dva razloga:
- to je zona gdje se stvara magma;
- stijene u to zoni imaju relativno malu snagu i zato mogu lakše plutati, što znači da astenosfera djeluje kao lubrikant za litosferne ploče.
Karakteristike
Plašt se razlikuje od kore po svojim mehaničkim svojstvima i kemijskim sastavom. Ustvari, kora je prvenstveno produkt taljenja plašta. Parcijalno taljenje materijala plašta uzrokuje pojavu da se inkompatibilni elementi izdvoje iz stijena plašta i skupa s rjeđim materijalom otplutaju do površine gdje se hlade i skrutnjavaju. Tipične stijene plašta imaju povišenu koncentraciju željeza i magnezija , a manju koncentraciju silicija i aluminija u odnosu na koru.
Stijene plašta pliće od 400 km većinom se sastoje od olivina, piroksena, spinela i granata; tipične stijene su peridotiti, duniti, i eklogiti. Između 400 i 670 km dubine olivin nije stabilan pa nastaju minerali iste kompozicije, ali stabilnije strukture pri uvjetima visokog tlaka i temperature. Ispod 670 km svi minerali iz gornjeg plašta postaju nestabilni. Prevladavaju minerali strukture perovskita. Te promjene u mineraloškoj strukturi plašta vrlo lako se mogu uočiti promjenom u brzini seizmičkih valova. One mogu utjecati na konvekciju plašta, jer rezultiraju promjenama u gustoći i stoga se može apsorbirati ili otpustiti latentna toplina kao i smanjiti ili povećati dubina polimorfnih faznih prijelaza za područja različitih temperatura.
Zašto je unutarnja jezgra kruta, vanjska tekuća, a plašta krut/plastičan? Zato što agregatno stanje ovisi o relativnoj točki tališta različitih slojeva (jezgra se sastoji većinom od željeza i nikla, a plašt i kora od silikata ), ali i o povišenju temperature i tlaka s povećanjem dubine. Na površini su slitine željeza i nikla te silikati dovoljno hladni da bi se nalazili u krutome stanju. U gornjem plaštu silikati su većinom kruti, iako postoje manja područja s rastaljenom tvari (tzv. magmatske komore), a kako je gornji plašt vruć i pod relativnom malim tlakom, stijene tog područja imaju relativno malu viskoznost. Nasuprot tome, donji plašt je pod visokim tlakovima i stoga ima veću viskoznost nego gornji. Metalna vanjska jezgra je u tekućem stanju usprkos većem tlaku nego u plaštu jer su za nikal i željezo točke tališta ispod onih za silikate. Unutarnja jezgra je u krutome stanju zbog ogromnih tlakova u središtu Zemlje.
Temperatura
U plaštu se temperature kreću od 500 °C do 900 °C na granici s korom do više od 4000 °C na granici s jezgrom. Unatoč tome što su tako velike temperature daleko veće od temperatura tališta na površini, plašt je gotovo u potpunosti krut. Ogromni litostatski tlak u plaštu sprečava taljenje, zato što temperatura tališta raste s porastom tlaka.
Kretanje
Zbog temperaturne razlike između Zemljine površine i vanjske jezgre sposobnosti kristaliziranih stijena da na visokim temperaturama i tlaku podliježu sporim, viskoznim deformacijama, u plaštu postoji cirkulirajući mehanizam konvekcije. Vrući materijal se izdiže, vjerojatno s granice s vanjskom jezgrom, dok hladniji i teži materijal tone. Za vrijeme uzdizanja materijal se hladi i adijabatski i kondukcijom u hladnije dijelove plašta koji ga okružuju. Temperatura pada sa smanjenjem tlaka (koje je povezano s manjom dubinom), pa se toplina materijala raspodjeljuje na veći volumen. Pošto temperature tališta opadaju sa smanjenjem tlaka, moguće je da se parcijalno taljenje događa točno ispod litosfere što uzrokuje vulkanizam i plutonizam.
Konvekcija plašta je kaotičan proces (u smislu dinamike fluida) i sastavni je dio tektonike ploča. Tektoniku ploča nikako se ne bi smjelo miješati sa starijim terminom pomicanje kontinenata. Kretanje litosfere i plašta na kojemu leži su povezani jer je litosfera koja tone dominantna sila za pokretanje konvekcije u plaštu. Tektonika ploča je komplicirana veza između sila koje uzrokuju da oceanska kora tone i kretanja unutar plašta.
Zbog relativno niske viskoznosti u gornjem plaštu, moglo bi se pretpostaviti da nema potresa ispod dubine od 300 km. Međutim, u zonama subdukcije, geotermalni gradijent može se smanjiti gdje hladni površinski materijal tone, što povećava snagu stijena plašta i uzrokuje pojavljivanje potresa na dubinama od 400 km do 600 km.
Tlak na bazi plašta iznosi približno 136 GPa. Tlak se povećava s povećanjem dubine jer donji materijal mora držati težinu materijala iznad sebe. Cijeli plašt se deformira kao tekućina na dugim vremenskim skalama. Pretpostavlja se da viskoznost plašta iznosi između 1019 i 1024 Pas, ovisno o temperaturi, sastavu, stanju pritiska i mnogim drugim faktorima. Unatoč tome, gornji plašt teče vrlo sporo. Pod utjecajem snažnih sila može postati slabiji, što je možda jako važno u formiranju granica između litosfernih ploča.