Jordens kappe er den del af geosfæren, der er placeret mellem skorpen og kernen. Det indeholder en stor del af hele planetens substans. Studiet af kappen er vigtigt ikke kun med hensyn til at forstå Jordens indre struktur. Det kan kaste lys over dannelsen af planeten, give adgang til sjældne forbindelser og klipper, hjælpe med at forstå mekanismen for jordskælv og bevægelsen af litosfæriske plader. Det er dog ikke let at få oplysninger om kappens sammensætning og funktioner. Folk ved endnu ikke, hvordan man borer brønde så dybt. Jordens kappe studeres nu hovedsageligt ved hjælp af seismiske bølger. Og også ved at modellere i laboratoriet.
Jordens struktur: kappe, kerne og skorpe
Ifølge moderne koncepter er vores planets indre struktur opdelt i flere lag. Den øverste er skorpen, så ligger kappen og jordens kerne. Skorpen er en hård skal opdelt i oceanisk og kontinental. Jordens kappe er adskilt fra den af den såkaldte grænseMohorovicic (opkaldt efter den kroatiske seismolog, der etablerede dens placering), som er karakteriseret ved en brat stigning i hastigheden af kompressionsseismiske bølger.
Kappen udgør omkring 67 % af planetens masse. Ifølge moderne data kan det opdeles i to lag: øvre og nedre. I den første skelnes også Golitsyn-laget eller den midterste kappe, som er en overgangszone fra den øvre til den nedre. Generelt strækker kappen sig fra 30 til 2900 km.
Kernen af planeten består ifølge moderne videnskabsmænd hovedsageligt af jern-nikkel-legeringer. Den er også opdelt i to dele. Den indre kerne er fast, dens radius er anslået til 1300 km. Ekstern - væske, har en radius på 2200 km. En overgangszone skelnes mellem disse dele.
Lithosphere
Jordens skorpe og den øvre kappe er forenet af begrebet "litosfære". Det er en hård skal med stabile og mobile områder. Planetens faste skal består af litosfæriske plader, som formodes at bevæge sig gennem asthenosfæren - et ret plastisk lag, sandsynligvis en tyktflydende og stærkt opvarmet væske. Det er en del af den øvre kappe. Det skal bemærkes, at eksistensen af asthenosfæren som en kontinuerlig viskøs skal ikke bekræftes af seismologiske undersøgelser. Studiet af planetens struktur giver os mulighed for at identificere flere lignende lag placeret lodret. I vandret retning er asthenosfæren tilsyneladende konstant afbrudt.
Metoder til at studere kappen
Lagene under skorpen er utilgængelige forundersøgelse. Den enorme dybde, den konstante stigning i temperatur og stigningen i densitet er et alvorligt problem for at få information om sammensætningen af kappen og kernen. Det er dog stadig muligt at forestille sig planetens struktur. Når man studerer kappen, bliver geofysiske data de vigtigste informationskilder. Hastigheden af seismiske bølger, elektrisk ledningsevne og tyngdekraft gør det muligt for forskere at foretage antagelser om sammensætningen og andre egenskaber af de underliggende lag.
Derudover kan nogle oplysninger fås fra magmatiske bjergarter og fragmenter af kappebjergarter. Sidstnævnte inkluderer diamanter, som kan fortælle meget selv om den nederste kappe. Mantelsten findes også i jordskorpen. Deres undersøgelse hjælper med at forstå sammensætningen af kappen. De vil dog ikke erstatte prøver taget direkte fra de dybe lag, da deres sammensætning som følge af forskellige processer i skorpen er forskellig fra kappen.
Earth's Mantle: Composition
Meteoritter er en anden kilde til information om, hvad kappen er. Ifølge moderne koncepter er kondritter (den mest almindelige gruppe af meteoritter på planeten) i sammensætning tæt på jordens kappe.
Det formodes at indeholde elementer, der var i fast tilstand eller var i fast tilstand under dannelsen af planeten. Disse omfatter silicium, jern, magnesium, oxygen og nogle andre. I kappen kombineres de med siliciumdioxid for at danne silikater. PÅmagnesiumsilikater er placeret i det øverste lag, mængden af jernsilikat stiger med dybden. I den nedre kappe nedbrydes disse forbindelser til oxider (SiO2, MgO, FeO).
Af særlig interesse for videnskabsmænd er sten, der ikke findes i jordskorpen. Det antages, at der er mange sådanne forbindelser (grospiditter, carbonatiter osv.) i kappen.
Layers
Lad os se nærmere på længden af kappelagene. Ifølge videnskabsmænd optager de øverste en rækkevidde på cirka 30 til 400 km fra jordens overflade. Dernæst er overgangszonen, som går dybere ned i dybet i yderligere 250 km. Det næste lag er bunden. Dens grænse ligger i en dybde på omkring 2900 km og er i kontakt med planetens ydre kerne.
Tryk og temperatur
Når du bevæger dig dybere ind i planeten, stiger temperaturen. Jordens kappe er under ekstremt højt tryk. I asthenosfærezonen opvejer effekten af temperaturen, så her er stoffet i såkaldt amorf eller halvsmeltet tilstand. Dybere under pres bliver det solidt.
Studier af kappen og den mohoroviciske grænse
Jordens kappe hjemsøger videnskabsmænd i ret lang tid. I laboratorier udføres eksperimenter på klipper, der formodentlig er en del af de øvre og nedre lag, hvilket giver os mulighed for at forstå kappens sammensætning og funktioner. Således fandt japanske forskere ud af, at det nederste lag indeholder en stor mængde silicium. Den øverste kappe indeholder vandreserver. Hun kommer frajordskorpen, og trænger også herfra til overfladen.
Mohorovicics overflade er af særlig interesse, hvis natur ikke er fuldt ud forstået. Seismologiske undersøgelser tyder på, at der på et niveau på 410 km under overfladen sker en metamorf ændring af sten (de bliver tættere), hvilket viser sig i en kraftig stigning i bølgehastigheden. Det antages, at bas altklipperne i området ved Mohorović-grænsen bliver til eklogit. I dette tilfælde øges tætheden af kappen med omkring 30%. Der er en anden version, ifølge hvilken årsagen til ændringen i hastigheden af seismiske bølger ligger i ændringen i klippernes sammensætning.
Cikyu Hakken
I 2005 blev et specielt udstyret skib Chikyu bygget i Japan. Hans mission er at lave en rekord dyb brønd på bunden af Stillehavet. Forskere foreslår at tage prøver af klipperne i den øvre kappe og Mohorovichic-grænsen for at få svar på mange spørgsmål relateret til planetens struktur. Projektet er planlagt til 2020.
Det skal bemærkes, at videnskabsmænd ikke kun har rettet deres opmærksomhed mod oceanernes dybder. Ifølge undersøgelser er tykkelsen af skorpen på bunden af havene meget mindre end på kontinenterne. Forskellen er betydelig: Under vandsøjlen i havet er der kun 5 km til at overvinde magma i nogle områder, mens dette tal på land stiger til 30 km.
Nu fungerer skibet allerede: prøver af dybe kullag er modtaget. Gennemførelsen af projektets hovedmål vil gøre det muligt at forstå, hvordan Jordens kappe er indrettet, hvadstoffer og grundstoffer udgør dens overgangszone, samt for at finde ud af den nedre grænse for spredning af liv på planeten.
Vores forståelse af Jordens struktur er langt fra fuldstændig. Årsagen til dette er vanskeligheden ved at trænge ind i tarmene. Den teknologiske udvikling står dog ikke stille. Fremskridt inden for videnskaben tyder på, at vi vil vide meget mere om kappens karakteristika i den nærmeste fremtid.
