Płaszcz Ziemi
 
Płaszcz Ziemi
Płaszcz Ziemi to sfera we wnętrzu Ziemi między dolną granicą skorupy ziemskiej, tzw. nieciągłością Mohorovičicia (na średniej głębokości około 35 km), a górną powierzchnią jądra Ziemi (na głębokości 2900 km). Płaszcz Ziemi stanowi najbardziej masywną część naszego globu (około 67% masy). W płaszczu Ziemi rozchodzą się zarówno podłużne, jak i poprzeczne fale sejsmiczne, co prowadzi do wniosku, że płaszcz Ziemi przy krótkotrwałych odkształceniach sprężystych zachowuje się jak ciało sztywne, chociaż pod wpływem sił działających w skali wiekowej ma właściwości plastyczne, w związku z czym mogą występować w nim prądy konwekcyjne. Gęstość płaszcza Ziemi wynosi od 3300 kg/m3 (pod nieciągłością Mohorovičicia) do 5500 kg/m3 (na dolnej granicy), temperatura (na dolnej granicy) ok. 3000°C, prędkość podłużnych fal sejsmicznych — 8,1–13,6 km/s; ciśnienie u podstawy płaszcza Ziemi osiąga wartość około 13 · 1012 P. Przypuszcza się, że płaszcz Ziemi jest zbudowany z materiału zbliżonego składem do perydotytu, a pod kontynentami — być może również do eklogitu; materiał ten na większych głębokościach zawiera prawdopodobnie domieszki chromu, niklu, metalicznego żelaza, może siarczków i tlenków metali.
Wewnątrz płaszcza obserwuje się kilka nieciągłości sejsmicznych, z których najważniejsza jest granica na głębokości około 670 km. Płaszcz powyżej tej granicy nazywamy płaszczem górnym, a poniżej — płaszczem dolnym.
Skorupa ziemska oraz najwyższa część górnego płaszcza są dosyć chłodne i tworzą odporną mechanicznie warstwę nazywaną litosferą. Grubość litosfery jest różna i zależy od rozkładu temperatury — pod grzbietami śródoceanicznymi wynosi kilka kilometrów, z dala od nich ma około 50–60 km, a pod kontynentami jest jeszcze grubsza (około 100–120 km). Poniżej litosfery znajduje się astenosfera, charakteryzująca się spadkiem prędkości rozchodzenia się fal sejsmicznych, zwłaszcza poprzecznych, co wskazuje na to, że ma ona względnie małą lepkość i jest bardziej podatna na deformacje niż sąsiadujące z nią sfery.
Temperatura skał astenosfery jest bliska ich temperaturze topnienia, dlatego łatwo ulegają one deformacjom. Chociaż więc z punktu widzenia fizyki skały te są ciałem stałym, to jednak w powolnych procesach geologicznych można je traktować jako ciecz. Zbiorniki rzeczywiście stopionej materii (magmy) stanowią nikły procent objętości astenosfery i występują jedynie pod strefami wulkanicznymi. Dolna granica astenosfery nie jest ściśle określona. Wskutek wzrostu ciśnienia skały stają się mniej podatne na trwałe deformacje. Tym niemniej cały płaszcz poniżej litosfery wykazuje właściwości ciekłe, jeśli rozpatrywać powolne procesy geologiczne, przebiegające w ciągu milionów lat. Ciekłe właściwości płaszcza umożliwiają powstawanie w nim prądów konwekcyjnych, które są głównym motorem procesów tektonicznych na Ziemi. Przy szybkich procesach (na przykład krótkotrwałe odkształcenia związane z przejściem fali sejsmicznej) skały płaszcza zachowują się jak ciało sprężyste.
Skały górnego płaszcza zawierają około 60% oliwinów, 30% piroksenów i 10% granatów. Na głębokości około 670 km wskutek przejścia fazowego z oliwinów i granatów powstaje minerał nazywany „MgSiO3 w strukturze perowskitu”.
Dolny płaszcz (mezosfera) jest prawdopodobnie dosyć jednorodny. Prędkość fal sejsmicznych i gęstość rosną w nim w sposób ciągły wraz z głębokością aż do tzw. warstwy D″ (D-bis). Warstwa D″ ma zmienną grubość w zależności od położenia (średnio około 100 km); mimo wysokiej temperatury, wskutek znacznego ciśnienia materiał skalny dolnego płaszcza jest w stanie stałym.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia