Рус телендәге версияМахсус проекттар
Телде алмаштырырға
РУВИКИ ТУРАҺЫНДА

Ер мантияһы

Мантия (рус. Мантия Земли) — Ер ҡабығы аҫтында һәм ядронан юғарыраҡ урынлашҡан Ерҙең (геосфера) өлөшө. Унда Ерҙәге матдәнең күп өлөшө бар. Мантия Ер төркөмөндәге башҡа планеталарҙа ла бар. Ер мантияһы ер өҫтөнән 30 километрҙан 2900 километрға тиклем диапазонда ята. Мантия Ер күләменең яҡынса 80 процентын биләй[1]..

Ҡабыҡ менән мантия араһындағы сикте Мохоровичич сиге йәки, ҡыҫҡартып әйткәндә, Мохо сиге тәшкил итә. Унда сейсмик тиҙлектең 7 км/секундтан 8 — 8,2 км/с тиклем киҫкен артыуы күҙәтелә. Был сик 7 километрҙан (океандар аҫтында) 70 километр тәрәнлектә (ҡатламлы билбауҙар аҫтында) урынлашҡан. Ер мантияһы өҫкө мантияға һәм аҫҡы мантияға бүленә. 673 км тәрәнлектә урынлашҡан Голицын ҡатламы геосфералар араһында сик булып тора.

XX быуат башында Мохоровичич сигенең тәбиғәте әүҙем тикшерелде. Ҡайһы бер тикшеренеүселәр унда метаморфик реакция бара, уның һөҙөмтәһендә ҙур тығыҙлыҡлы тоҡомдар хасил була, тип фаразланы. Бындай реакция итеп эклогитлашыу процестарын тәҡдим иттеләр, уның барышында базальт составлы тоҡомдар эклогитҡа әйләнә, һәм уларҙың тығыҙлығы 30 %-ҡа арта. Башҡа ғалимдар сейсмик тулҡындарҙың тиҙлеге киҫкен артып китеүен тоҡом составының үҙгәреүе менән аңлатты — сағыштырмаса еңел ер ҡабығының кислота һәм төп тоҡомдарынан тығыҙ мантияның ультратөп тоҡомдарына күсеү менән. Был ҡараш хәҙер киң танылыу алған.

Ер ҡабығы һәм мантия составының айырмалығы — уларҙың килеп сығышының һөҙөмтәһе: тәүҙә бер төрлө булған Ер өлөшләтә иреү арҡаһында еңел ирей торған һәм еңел өлөшкә — ҡабыҡҡа һәм тығыҙ, ауыр ирей торған мантияға бүленгән.

undefined

Мантия тураһында мәғлүмт сығанағы

Ер мантияһы турананан-тура өйрәнепбулмай: мантия ер өҫтөнә сыҡмай һәм тәрән быраулау менән дә етешеп булмай. Шуға күрә мантия тураһында мәғлүмәттәрҙең күп өлөшө геохимик һәм геофизик ысулдар ярҙамында алына. Уның геологик төҙөлөшө хаҡында мәғлүмәттәр иһә бик сикле.

Мантияны түбәндәге мәғлүмәттәр буйынса өйрәнәләр:

  • Геофизик мәғлүмәттәр. Беренсе сиратта, сейсмик тулҡындарҙың тиҙлеге, электр үткәреүсәнлек һәм ауырлыҡ көсө хаҡында мәғлүмәттәр;
  • Мантия ирелмәләре. Перидотиттар, базальттар, коматииттар, кимберлиттар, лампроиттар, карбонатиттар һәм башҡа ҡайһы бер магмалы тау тоҡомдары мантияның өлөшләтә иреүе һөҙөмтәһендә барлыҡҡа килә. Ирелмәнең составы ирегән тоҡомдарҙың составына, иреү механизмына һәм иреү процесының физик-химик параметрҙарына бәйле. Дөйөм алғанда, ирелмә буйынса уның сығанағын тергеҙеү ҡатмарлы мәсьәлә булып тора;
  • Мантия тоҡомдарының өҙөктәре, мантия ирелмәләре ярҙамында ер өҫтөнә сыҡҡан өлөштәре. Улар кимберлиттарҙа, һелтеле базальттарҙа һәм башҡа тоҡомдарҙа осрай. Был өҙөктәр (ксенолиттар), айырым минералдар (ксенокристтар) һәм алмаздар мантияны өйрәнеүҙә мөһим мәғлүмәт сығанағы булып тора. Алмаздар айырыуса әһәмиәтле, сөнки уларҙа иң тәрәндә урынлашҡан минералдар табылған, хатта ҡайһы берҙәре түбәнге мантиянан сығыуы мөмкин. Был осраҡта, бындай алмаздар — ерҙең иң тәрән өлөштәренең тура өйрәнелеп булырлыҡ иң мөһим өлгөләре;
  • Ер ҡабығы составындағы мантия тоҡомдары. Бындай комплекстар мантияға иң күп дәрәжәлә тура килә, әммә уларҙан айырмалы. Иң мөһим айырма шунда: был тоҡомдар ер ҡабығы составында осрай, тимәк, улар ғәҙәти булмаған процестар һөҙөмтәһендә барлыҡҡа килгән һәм, бәлки, мантияның стандарт составын тулыһынса сағылдырмай. Улар түбәндәге геодинамик шарттарҙа осрай:
  • Альп тибындағы гипербазиттар. Был тоҡомдар тау барлыҡҡа килеү процестары һөҙөмтәһендә ер ҡабығына индерелгән мантия өлөштәренән тора. Улар иң күбе Альп тауҙары районында таралған, шуға күрә уларҙың атамаһы ла шунан алынған;
  • Офиолит гипербазиттары. Был перидотиттар офиолит комплекстары составына инә, улар боронғо океан ҡабығының өлөштәре булып тора;
  • Абиссаль перидотиттар. Улар океан төптәрендә йәки рифт зоналарында мантия тоҡомдарының ҡалҡып сығыуы һөҙөмтәһендә барлыҡҡа килә.

Был комплекстарҙың өҫтөнлөгө шунда: уларҙа төрлө тау тоҡомдары араһындағы геологик бәйләнештәрҙе күҙәтергә мөмкин.

Япон тикшеренеүселәре океан ҡабығын тулыһынса быраулап, мантияға барып етеүҙе планлаштырыуҙары тураһында иғлан итте. Быраулауҙың башланыуы 2007 йылға тәғәйенләнде. Шулай уҡ Мохоровичич сигенә һәм өҫкө мантияға радионуклидтар тарҡалыуынан барлыҡҡа килгән йылылыҡ ярҙамында йылытыла торған, үҙенән-үҙе тәрәнлеккә төшөүсе вольфрам капсулалары ярҙамында үтеп инеү мөмкинлеге тикшерелде[2].

1961 йылдан 1966 йылға тиклем Америка ғалимдары «Мохол» проекты сиктәрендә ер ҡабығын тулыһынса быраулап үтергә тырышты. Уларҙың төп маҡсаты — Мохоровичич сигенә барып етеү, был сик ер ҡабығының түбәнге өлөшө булып тора һәм уны мантиянан айыра. Быраулау өсөн CUSS I платформаһы ҡулланылды, ул 3,5 километр тәрәнлектәге Тымыҡ океан районында урынлашҡан Гуадалупе вулкан утрауына йүнәлтелде. Оҙаҡҡа һуҙылған эштәр барышында ғалимдар 180 метр тәрәнлектәге биш быраулау скважинаһы яһай алды, тик ҡуйылған маҡсатҡа ирешеп булманы — проект финанслау проблемалары арҡаһында ябылды.

1970—1991 йылдарҙа Рәсәйҙең Кольск ярымутрауында 12 262 метр тәрәнлектәге быраулау эштәре алып барылды. 7 000 метр тәрәнлеккә тиклем «Уралмаш-4Э» ҡулайламаһы ҡулланылды, ә унан һуң «Уралмаш-15000» ҡулайламаһы файҙаланылды. Ҡатмарлы аварияларҙан һуң 1994 йылда быраулау тулыһынса туҡтатылды. 1997 йылда Кольск үтә тәрән скважинаһы Гиннесстың рекордтар китабы кеше тарафынан ер ҡабығына иң тәрән үтеп инеү миҫалы булараҡ теркәлде.

2008 йылда Катарҙағы Әл-Шахин нефть бассейнында Maersk Oil BD-04A 12 290 метр тәрәнлектәге быраулау скважинаһы эшләнде. 2017 йылда иһә Сахалин шельфында Z-44 Чайво (Рәсәй) быраулау скважинаһы 15 километр тәрәнлеккә барып етте.

2023 йылдың апрелендә геологтар, микробиологтар һәм башҡа ғалимдар «JOIDES Resolution» тикшеренеү судноһы ярҙамында яңы, иң тәрән һыу аҫты быраулау эшен башланы. Быраулау өсөн урын итеп Атлантида массивы һайлап алынды, ул Төньяҡ Атлантик океанындағы һыу аҫты тауҙар төркөмөн тәшкил итә. 1981 йылда ғалимдар Америка һәм Африка континенттарын тоташтырған урында ер ҡабығы ҡатламының айырыуса йоҡа булыуын асыҡланы, уның ҡалынлығы 1000 метрҙан артмай.

Бер нисә ай эсендә **JOIDES Resolution** судноһы экипажы 1 267 метр тәрәнлеккә быраулап төшөүгә өлгәште. Яңыраҡ телгә алынған проекттар менән сағыштырғанда, был күрһәткес ҙур түгел. Ләкин ер ҡабығы иң йоҡа булған урын һайланғанлыҡтан, ғалимдар мантия өлгөләрен ала алды. Тикшеренеүҙәр ваҡытында тәрәнлектәге температура 204°C-ҡа етә.

Алдан үткәрелгән анализ мантия өлгөләрендә перидотит булыуын күрһәтте — ул өҫкө мантияла киң таралған тау тоҡомо. Шулай уҡ, был тоҡомдарҙың составы диңгеҙ һыуы менән тәьҫир итешеү һөҙөмтәһендә үҙгәргән булыуы ихтимал, шуға күрә ғалимдар быраулауҙы дауам итергә һәм тағы ла тәрәнерәк урындарҙан өлгөләр алырға теләй.

Мантияның составы

Мантия нигеҙҙә ультратөп тау тоҡомдарынан тора: перовскиттарҙан, перидотиттарҙан (лерцолиттар, гарцбургиттар, верлиттар, пироксениттар, дуниттар) һәм аҙ күләмдә төп тоҡомдарҙан — эклогиттарҙан.

Шулай уҡ мантия тоҡомдары араһында ер ҡабығында осрамаған һирәк төрҙәр асыҡланған. Улар төрлө **флогопитлы перидотиттар**, **гроспидиттар**, **карбонатиттар** һ.б.

Ер мантияһының төп элементтарының масса буйынса проценты[3] [4]
Элемент Концентрация Оксид Концентрация
O 44,8
Si 21,5 SiO2 46
Mg 22,8 MgO 37,8
Fe 5,8 FeO 7,5
Al 2,2 Al2O3 4,2
Ca 2,3 CaO 3,2
Na 0,3 Na2O 0,4
K 0,03 K2O 0,04
Башҡа элементтар 0,3 Башҡа элементтар 0,9

Мантияның төҙөлөшө

Мантияла барған процестар ер ҡабығына һәм ер өҫтөнә туранан-тура йоғонто яһай, континенттарҙың хәрәкәт итеүенә, вулканизмға, , тауҙар барлыҡҡа килеүгә һәм руда ятҡылыҡтарын формалаштырыуға сәбәпсе була. Ғалимдар мантияға Ерҙең металл төшө әүҙем йоғонто яһай тигән фаразды нығыраҡ яҡлай башланы[5].

Ер аҫтындағы «океан»

XXI быуатта Рәсәй һәм Франция ғалимдары үткәргән тикшеренеүҙәр, түбәнге һәм өҫкө мантия араһында һыу миҡдары ундан бер өлөш процент тәшкил иткән ҙур резервуар булыуын күрһәтте. Был һыуҙың дөйөм күләме Бөтөн донъя океаны күләме менән сағыштырырлыҡ. Һыу унда океан ҡабығының субдукцияһы һөҙөмтәһендә эләккән, был иһә плиталар тектоникаһы хәрәкәтенең 3,3 миллиард йыл элек үк башланыуын күрһәтә[6][7].

Йылылыҡ конвекцияһы

Төп мәҡәлә: Плиталар тектоникаһы

Мантиялағы температура градиенты тәьҫирендә йылылыҡ конвекцияһы күҙәтелә — матдәнең түбәнге ҡатламдарҙан өҫкә күтәрелеүе. Йылылыҡ конвекцияһы ер ҡабығы плиталарының хәрәкәт итеүендә төп механизм булып тора. 1930-сы йылдарҙа мантияла конвекция барлығын фараз иткән беренсе ғалимдарҙың береһе — инглиз геологы Артур Холмс булды[8].

Иҫкәрмәләр

  1. ↑ Внутреннее строение Земли. geografya.ru. Мөрәжәғәт итеү датаһы: 31 июль 2018. Архивировано 5 август 2018 года.
  2. ↑ M.I. Ojovan, F.G.F. Gibb, P.P. Poluektov, E.P. Emets. Probing of the interior layers of the Earth with self-sinking capsules. Atomic Energy, 99, No. 2, 556—562 (2005)
  3. ↑ mantle@Everything2.com Архивная копия от 11 ғинуар 2008 на Wayback Machine. Retrieved 2007-12-26.
  4. ↑ Jackson, Ian. MThe Earth's Mantle - Composition, Structure, and Evolution (инг.). — Cambridge University Press, 1998. — P. 311—378. — ISBN 0-521-78566-9.
  5. ↑ Ер эсендә нимә бар? Ерҙең эске төҙөлөшө һәм составы. Природа Мира (27 май 2021). Мөрәжәғәт итеү датаһы: 6 октябрь 2023.
  6. ↑ Alexander V. Sobolev, Evgeny V. Asafov et al. Deep hydrous mantle reservoir provides evidence for crustal recycling before 3.3 billion years ago (инг.) // Nature. — 2019. — Vol. 571. — P. 555—559.
  7. ↑ Ер мантияһындағы ер аҫты «океаны» нимә тураһында һөйләй? // Наука и жизнь. — 2020. — № 6. — С. 21—23. (рус.)
  8. ↑ Bjornerud , 2021, Глава 3. Ритмы Земли

Һылтанмалар

Тема буйынса өҫтәмә

Категориялар