Sub scoarța terestră se află următorul strat, numit manta. Înconjoară miezul planetei și are o grosime de aproape trei mii de kilometri. Structura mantalei Pământului este foarte complexă și, prin urmare, necesită un studiu detaliat.

Manta și trăsăturile sale

Numele acestei cochilii (geosferă) provine din cuvântul grecesc pentru mantie sau văl. De fapt, mantaua se înfășoară în jurul miezului ca un văl. Reprezintă aproximativ 2/3 din masa Pământului și aproximativ 83% din volumul acestuia.

Este în general acceptat că temperatura cochiliei nu depășește 2500 de grade Celsius. Densitatea sa în diferite straturi diferă semnificativ: în partea superioară este de până la 3,5 t/m3, iar în partea inferioară este de 6 t/m3. Mantaua este alcătuită din solid substanțe cristaline(minerale grele bogate în fier și magneziu). Singura excepție este astenosfera, care se află în stare semitopită.

structura cochiliei

Acum luați în considerare structura mantalei pământului. Geosfera este formată din următoarele părți:

• mantaua superioara, 800-900 km grosime;
• astenosferă;
• mantaua inferioară, de aproximativ 2000 km grosime.

Mantaua superioară este partea de înveliș care se află sub scoarța terestră și intră în litosferă. La rândul său, este împărțit în astenosferă și stratul Golitsyn, care se caracterizează printr-o creștere intensă a vitezelor undelor seismice. Această parte a mantalei Pământului influențează procese precum mișcările plăcilor tectonice, metamorfismul și magmatismul. Este de remarcat faptul că structura sa diferă în funcție de obiectul tectonic sub care se află.

Astenosfera. Însuși numele stratului mijlociu al cochiliei cu greacă se traduce prin „minge slabă”. Geosfera, care este atribuită părții superioare a mantalei și uneori izolată ca strat separat, se caracterizează prin duritate, rezistență și vâscozitate reduse. Limita superioară a astenosferei este întotdeauna sub linia extremă a scoarței terestre: sub continente - la o adâncime de 100 km, sub fundul mării - 50 km. Linia sa inferioară este situată la o adâncime de 250-300 km. Astenosfera este principala sursă de magmă de pe planetă, iar mișcarea materiei amorfe și plastice este considerată cauza mișcărilor tectonice în planul orizontal și vertical, a magmatismului și a metamorfismului scoarței terestre.

Oamenii de știință știu puține despre partea inferioară a mantalei. Se crede că la limita cu miezul există un strat special D, care seamănă cu astenosfera. Se caracterizează prin temperatură ridicată (datorită apropierii nucleului încins) și neomogenitatea materiei. Compoziția masei include fier și nichel.

Compoziția mantalei Pământului

Pe lângă structura mantalei Pământului, este interesantă și compoziția sa. Geosfera este formată din roci olivine și ultramafice (peridotite, perovskite, dunite), dar există și roci mafice (eclogite). S-a stabilit că învelișul conține soiuri rare care nu se găsesc în scoarța terestră (grospidite, peridotite flogopit, carbonatite).

Dacă vorbim despre compoziția chimică, atunci mantaua conține în diferite concentrații: oxigen, magneziu, siliciu, fier, aluminiu, calciu, sodiu și potasiu, precum și oxizii acestora.

Manta și studiul său - video

Învelișul de silicat al Pământului, mantaua sa, este situat între talpa scoarței terestre și suprafața nucleului pământului la o adâncime de aproximativ 2.900 km. De obicei, conform datelor seismice, mantaua este împărțită în partea superioară (stratul B), până la o adâncime de 400 km, stratul de tranziție Golitsyn (stratul C) în intervalul de adâncime de 400-1000 km și mantaua inferioară ( stratul D) cu o bază la o adâncime de aproximativ 2.900 km. Sub oceane, în mantaua superioară, există și un strat cu viteze scăzute de propagare a undelor seismice - ghidul de undă Gutenberg, de obicei identificat cu astenosfera Pământului, în care substanța mantalei se află într-o stare parțial topită. Sub continente, zona cu viteze mici, de regulă, nu se distinge sau este slab exprimată.

Compoziția mantalei superioare include de obicei și părțile subcrustale ale plăcilor litosferice, în care materia mantalei este răcită și complet cristalizată. Sub oceane, grosimea litosferei variază de la zero sub zonele de rift la 60-70 km sub bazinele abisale ale oceanelor. Sub continente, grosimea litosferei poate ajunge la 200-250 km.

Informațiile noastre despre structura mantalei și nucleul Pământului, precum și starea materiei din aceste geosfere, au fost obținute în principal din observații seismologice, prin interpretarea curbelor timpului de călătorie a undelor seismice, ținând cont de ecuațiile cunoscute ale hidrostaticii, care raportează gradienții de densitate și valorile vitezelor de propagare a undelor longitudinale și transversale în mediu. Această tehnică a fost dezvoltată de cunoscuții geofizicieni G. Jeffries, B. Gutenberg și în special C. Bullen încă de la mijlocul anilor 1940 și apoi îmbunătățită semnificativ de C. Bullen și alți seismologi. Distribuțiile densității în mantaua construită folosind această metodă pentru câteva dintre cele mai populare modele ale Pământului sunt prezentate în Fig. zece.

Figura 10.
1 - modelul Naimark-Sorokhtin (1977a); 2 - Bullen model A1 (1966); 3 - Modelul lui Zharkov „Pământ-2” (Zharkov și colab., 1971); 4 - recalcularea datelor lui Pankov și Kalinin (1975) pentru compoziția lherzoliților cu o distribuție adiabatică a temperaturii.

După cum se poate observa din figură, densitatea mantalei superioare (stratul B) crește cu adâncimea de la 3,3-3,32 până la aproximativ 3,63-3,70 g/cm3 la o adâncime de aproximativ 400 km. Mai mult, în stratul de tranziție Golitsyn (stratul C), gradientul de densitate crește brusc și densitatea crește la 4,55-4,65 g/cm3 la o adâncime de 1.000 km. Stratul Golitsyn trece treptat în mantaua inferioară, a cărei densitate crește treptat (conform unei legi liniare) la 5,53–5,66 g/cm 3 la o adâncime de aproximativ 2.900 km la baza sa.

Creșterea densității mantalei cu adâncime se explică prin compactarea substanței sale sub influența presiunii din ce în ce mai mari a straturilor supraiacente ale mantalei, care atinge valori de 1,35-1,40 Mbar la baza mantalei. O compactare deosebit de vizibilă a silicaților de manta are loc în intervalul de adâncime de 400-1000 km. După cum a arătat A. Ringwood, la aceste adâncimi multe minerale suferă transformări polimorfe. În special, cel mai comun mineral din manta, olivina, capătă o structură cristalină spinel, iar piroxenii dobândesc un ilmenit, iar apoi cea mai densă structură de perovskit. Pentru mai mult adâncimi mari majoritatea silicaților, cu excepția posibilă numai a enstatitului, se descompun în oxizi simpli cu cea mai apropiată împachetare de atomi în cristaliții corespunzătoare.

Faptele mișcării plăcilor litosferice și derivării continentelor mărturisesc în mod convingător existența unor mișcări convective intense în manta, care au amestecat în mod repetat toată substanța acestei geosfere în timpul vieții Pământului. Din aceasta putem trage concluzia că compozițiile ambelor mantale superioare și inferioare sunt în medie aceleași. Cu toate acestea, compoziția mantalei superioare este determinată cu încredere din descoperirile de roci ultrabazice ale scoarței oceanice și din compozițiile complexelor ofiolite. Studiind ofiolitele curelelor pliate și bazalților insulelor oceanice, A. Ringwood, încă din 1962, a propus o compoziție ipotetică a mantalei superioare, pe care a numit-o pirolit, obținută prin amestecarea a trei părți de peridotită de tip alpin - Habsburgit cu o parte de hawaian. bazalt. Pirolitul Ringwood este apropiat ca compoziție de lherzoliții oceanici studiati în detaliu de L.V. Dmitriev (1969, 1973). Dar, spre deosebire de pirolitul, lherzolitul oceanic nu este un amestec ipotetic de roci, ci o rocă de manta reală care s-a ridicat din mantaua în zonele de rift ale Pământului și este expusă în falii de transformare din apropierea acestor zone. În plus, L.V. Dmitriev a arătat complementaritatea bazalților oceanici și restite (reziduale după topirea bazalților) harzburgite în raport cu lherzoliții oceanici, dovedind astfel primatul lherzoliților, din care, în consecință, bazalții toleiitici din crestele oceanice topite și sunt . restul se pastreaza restite harzburgite. Astfel, cel mai apropiat de compoziția mantalei superioare și, în consecință, a întregii mantale, corespunde lherzolitului oceanic descris de L.V. Dmitriev, a cărui compoziție este dată în tabel. unu.

În plus, recunoașterea existenței mișcărilor convective în manta face posibilă determinarea regimului său de temperatură, deoarece în timpul convecției, distribuția temperaturii în manta ar trebui să fie apropiată de adiabatică, adică. la unul în care nu există schimb de căldură între volumele adiacente ale mantalei, asociat cu conductivitatea termică a substanței. În acest caz, pierderea de căldură a mantalei are loc numai în stratul său superior - prin litosfera Pământului, distribuția temperaturii în care deja diferă brusc de cea adiabatică. Dar distribuția adiabatică a temperaturii este ușor de calculată din parametrii materiei de manta.

Pentru a testa ipoteza aceleiași compoziții a mantalei superioare și inferioare, densitatea lherzolitului oceanic ridicat în falia de transformare a creastului Carlsberg din Oceanul Indian a fost calculată folosind metoda comprimării prin șoc a silicaților la presiuni de aproximativ 1,5 Mbar. Pentru un astfel de „experiment” nu este deloc necesar să comprimați proba de rocă în sine la presiuni atât de mari, este suficient să cunoașteți compoziția sa chimică și rezultatele experimentelor anterioare privind compresia prin șoc a oxizilor individuali care formează roca. Rezultatele unui astfel de calcul, efectuat pentru distribuția temperaturii adiabatice în manta, au fost comparate cu distribuțiile cunoscute de densitate din aceeași geosferă, dar obținute din date seismologice (vezi Fig. 10). După cum se poate observa din comparația de mai sus, distribuția densității lherzolitului oceanic la presiuni mari și temperatură adiabatică aproximează bine distribuția reală a densității în manta, obținută din date complet independente. Aceasta mărturisește în favoarea realității ipotezelor făcute cu privire la compoziția lherzolitului întregii mantale (superioare și inferioare) și despre distribuția temperaturii adiabatice în această geosferă. Cunoscând distribuția densității materiei în manta, se poate calcula și masa acesteia: se dovedește a fi egală cu (4,03-4,04) × 10 2 g, care reprezintă 67,5% din masa totală a Pământului.

La baza mantalei inferioare se distinge un alt strat de manta cu grosimea de aproximativ 200 km, notat de obicei prin simbolul D'', in care gradientii vitezelor de propagare a undelor seismice scad si atenuarea undelor transversale creste. Mai mult, pe baza analizei caracteristicilor dinamice ale propagarii undelor reflectate de pe suprafata nucleului pamantului, I.S. Berzon și colegii ei (1968, 1972) au reușit să identifice un strat subțire de tranziție între manta și miez de aproximativ 20 km grosime, pe care l-am numit stratul Berzon, în care viteza undelor transversale în jumătatea inferioară scade cu adâncimea de la 7,3. km/s la aproape zero. Scăderea vitezei undelor transversale poate fi explicată doar printr-o scădere a valorii modulului de rigiditate și, în consecință, printr-o scădere a coeficientului de vâscozitate efectivă a substanței din acest strat.

Însăși granița tranziției de la mantie la miezul Pământului rămâne destul de clară. Judecând după intensitatea și spectrul undelor seismice reflectate de suprafața miezului, grosimea unui astfel de strat limită nu depășește 1 km.

D.Yu. Pușcharovski, Yu.M. Pușcharovski (Universitatea de Stat din Moscova numită după M.V. Lomonosov)

Compoziția și structura învelișurilor adânci ale Pământului în ultimele decenii continuă să fie una dintre cele mai interesante probleme ale geologiei moderne. Numărul de date directe cu privire la zonele adânci este foarte limitat. În acest sens, un agregat mineral din conducta de kimberlit din Lesotho ocupă un loc aparte ( Africa de Sud), care este considerat un reprezentant al rocilor de manta care apar la o adâncime de ~250 km. Miezul recuperat din cea mai adâncă sondă din lume, forată pe Peninsula Kola și ajungând la 12.262 m, a extins semnificativ înțelegerea științifică a orizontului profund al scoarței terestre - o peliculă subțire aproape de suprafață a globului. În același timp, cele mai recente date de geofizică și experimente legate de studiul transformărilor structurale ale mineralelor permit deja acum modelarea multor caracteristici ale structurii, compoziției și proceselor care au loc în adâncurile Pământului, a căror cunoaștere contribuie la rezolvare. probleme cheie ale științelor naturale moderne, cum ar fi formarea și evoluția planetei, dinamica scoarței și mantaua terestră, surse resurse Minerale, evaluarea riscurilor la eliminarea deșeurilor periculoase la adâncimi mari, resursele energetice ale Pământului etc.

Modelul seismic al structurii Pământului

model cunoscut structura interna Pământul (diviziunea sa în nucleu, manta și scoarță terestră) a fost dezvoltat de seismologii G. Jeffreys și B. Gutenberg în prima jumătate a secolului al XX-lea. Factorul decisiv în acest sens a fost descoperirea unei scăderi accentuate a vitezei de trecere a undelor seismice în interiorul globului la o adâncime de 2900 km cu o rază a planetei de 6371 km. Viteza de propagare a undelor seismice longitudinale direct deasupra graniței specificate este de 13,6 km/s, iar sub aceasta - 8,1 km/s. Asta e limita manta-nucleu.

În consecință, raza miezului este de 3471 km. Limita superioară a mantalei este secțiunea seismică a lui Mohorovic ( Moho, M), identificat de seismologul iugoslav A. Mohorovichich (1857-1936) încă din 1909. Separă scoarța terestră de manta. La această limită de viteză unde longitudinale trecerea prin scoarța terestră crește brusc de la 6,7-7,6 la 7,9-8,2 km/s, dar acest lucru se întâmplă la diferite niveluri de adâncime. Sub continente, adâncimea secțiunii M (adică tălpile scoarței terestre) este de câteva zeci de kilometri, iar sub unele structuri montane (Pamir, Anzi) poate ajunge la 60 km, în timp ce sub bazinele oceanice, inclusiv coloana de apă, adâncimea este de numai 10-12 km. În general, scoarța terestră în această schemă apare ca o înveliș subțire, în timp ce mantaua se extinde în adâncime până la 45% din raza pământului.

Dar la mijlocul secolului al XX-lea, ideile despre o structură profundă mai fracționată a Pământului au intrat în știință. Pe baza noilor date seismologice, s-a dovedit a fi posibilă împărțirea miezului în interior și exterior, iar mantaua în inferior și superior (Fig. 1). Acest model, care a primit utilizare largă, este încă în uz astăzi. A fost început de seismologul australian K.E. Bullen, care a propus la începutul anilor 40 o schemă de împărțire a Pământului în zone, pe care le-a desemnat cu litere: A - scoarța terestră, B - o zonă în intervalul de adâncime de 33-413 km, C - o zonă de 413- 984 km, D - o zonă de 984-2898 km , D - 2898-4982 km, F - 4982-5121 km, G - 5121-6371 km (centrul Pământului). Aceste zone diferă prin caracteristicile seismice. Mai târziu, a împărțit zona D în zonele D „(984-2700 km) și D” (2700-2900 km). În prezent, această schemă a fost modificată semnificativ și doar stratul D " este utilizat pe scară largă în literatura de specialitate. Caracteristica sa principală este o scădere a gradienților de viteză seismică în comparație cu regiunea de deasupra mantalei.

Orez. 1. Diagrama structurii adânci a Pământului

Cu cât sunt efectuate mai multe studii seismologice, cu atât apar mai multe limite seismice. Granițele globale sunt considerate a fi 410, 520, 670, 2900 km, unde creșterea vitezelor undelor seismice este deosebit de remarcabilă. Alături de acestea se disting limite intermediare: 60, 80, 220, 330, 710, 900, 1050, 2640 km. În plus, există indicații ale geofizicienilor privind existența limitelor 800, 1200-1300, 1700, 1900-2000 km. N.I. Pavlenkova a evidențiat recent limita 100 ca fiind una globală, care corespunde nivelului inferior al împărțirii mantalei superioare în blocuri. Limitele intermediare au o distribuție spațială diferită, ceea ce indică variabilitatea laterală a proprietăților fizice ale mantalei, de care depind. Granițele globale reprezintă o categorie diferită de fenomene. Ele corespund schimbărilor globale în mediul mantalei de-a lungul razei Pământului.

Granițele seismice globale marcate sunt folosite în construcția modelelor geologice și geodinamice, în timp ce cele intermediare în acest sens nu au atras până acum aproape deloc atenția. Între timp, diferențele de amploare și intensitate a manifestărilor lor creează o bază empirică pentru ipoteze privind fenomenele și procesele din adâncurile planetei.

Mai jos luăm în considerare modul în care limitele geofizice se corelează cu rezultatele recente ale modificărilor structurale ale mineralelor sub influența presiunilor și temperaturilor ridicate, ale căror valori corespund condițiilor de adâncime a pământului.

Problema compoziției, structurii și asociațiilor minerale ale cochiliilor sau geosferelor de pământ adânc, desigur, este încă departe de o soluție finală, dar noile rezultate și idei experimentale extind și detaliază în mod semnificativ ideile corespunzătoare.

Conform vederilor moderne, compoziția mantalei este dominată de un grup relativ mic elemente chimice: Si, Mg, Fe, Al, Ca și O. Sugerat modele de compoziție a geosferei se bazează în primul rând pe diferența dintre rapoartele acestor elemente (variații Mg / (Mg + Fe) = 0,8-0,9; (Mg + Fe) / Si = 1,2-1,9), precum și diferențe în conținutul de Al și alte elemente mai rare pentru roci adânci. În conformitate cu compoziția chimică și mineralogică, aceste modele și-au primit numele: pirolitic(mineralele principale sunt olivina, piroxenii și granatul în raport de 4:2:1), piklogitic(mineralele principale sunt piroxenul și granatul, iar proporția de olivină scade la 40%) și eclogitic, care, alături de asocierea piroxen-granat caracteristică eclogitelor, conține și unele minerale mai rare, în special cianita purtătoare de Al Al2SiO5 (în sus până la 10 % în greutate). Cu toate acestea, toate aceste modele petrologice se referă în primul rând la rocile mantalei superioare extinzându-se la adâncimi de ~670 km. În ceea ce privește compoziția în vrac a geosferelor mai adânci, se presupune doar că raportul oxizilor elementelor bivalente (MO) și silice (MO/SiO2) ~ 2, fiind mai apropiat de olivină (Mg, Fe)2SiO4 decât de piroxen (Mg). , Fe)SiO3 și mineralele sunt dominate de fazele perovskite (Mg, Fe)SiO3 cu diverse distorsiuni structurale, magnezoustită (Mg, Fe)O cu o structură de tip NaCl și alte câteva faze în cantități mult mai mici.

Toate modelele propuse sunt foarte generalizate și ipotetice. Modelul pirolitic al mantalei superioare dominată de olivine sugerează că este mult mai aproape în compoziție chimică cu toată mantaua mai adâncă. Dimpotrivă, modelul piclogitic presupune existența unui anumit contrast chimic între partea superioară și restul mantalei. Un model eclogitic mai particular permite prezența lentilelor și blocurilor eclogitice separate în mantaua superioară.

De mare interes este încercarea de armonizare a datelor structural-mineralogice și geofizice referitoare la mantaua superioară. S-a presupus de aproximativ 20 de ani că creșterea vitezelor undelor seismice la o adâncime de ~410 km este asociată în principal cu rearanjarea structurală a olivinei a-(Mg, Fe)2SiO4 în wadsleyite b-(Mg, Fe)2SiO4, însoțită de formarea unei faze mai dense cu valori mari ale coeficienților de elasticitate. Conform datelor geofizice, la astfel de adâncimi din interiorul Pământului, vitezele undelor seismice cresc cu 3-5%, în timp ce rearanjarea structurală a olivinei în wadsleyit (în conformitate cu valorile modulelor lor elastici) ar trebui să fie însoțită de o creștere. în viteze ale undelor seismice cu aproximativ 13%. Cu toate acestea, rezultatele studii experimentale olivina si amestecul de olivina-piroxen la temperaturi mari iar presiunile au relevat o coincidență completă a creșterii calculate și experimentale a vitezelor undelor seismice în intervalul de adâncime de 200-400 km. Deoarece olivina are aproximativ aceeași elasticitate ca piroxenii monoclinici de înaltă densitate, aceste date ar trebui să indice absența unui granat foarte elastic în zona subiacentă, a cărui prezență în manta ar determina inevitabil o creștere mai semnificativă a vitezelor undelor seismice. Cu toate acestea, aceste idei despre mantaua fără granat au intrat în conflict cu modelele petrologice ale compoziției sale.

Tabelul 1. Compoziția minerală a pirolitului (conform L. Liu, 1979)

Astfel, a apărut ideea că saltul în vitezele undelor seismice la o adâncime de 410 km este asociat în principal cu rearanjarea structurală a granatelor piroxene în interiorul părților îmbogățite cu Na ale mantalei superioare. Un astfel de model presupune o absență aproape completă a convecției în mantaua superioară, ceea ce contrazice conceptele geodinamice moderne. Depășirea acestor contradicții poate fi asociată cu modelul mai complet propus recent al mantalei superioare, care permite încorporarea atomilor de fier și hidrogen în structura wadsleyite.

Orez. 2. Modificarea proporțiilor de volum ale mineralelor pirolit cu creșterea presiunii (adâncime), conform lui M. Akaogi (1997). Simboluri ale mineralelor: Ol - olivină, Gar - granat, Cpx - piroxeni monoclinici, Opx - piroxeni rombici, MS - "spinel modificat", sau wadsleyit (b-(Mg, Fe)2SiO4), Sp - spinel, Mj - mejorite Mg3 (Fe, Al, Si)2(SiO4)3, Mw - magnezowustit (Mg, Fe)O, Mg-Pv -Mg-perovskit, Ca-Pv-Ca-perovskit, X - presupus Al- care conține faze cu structuri precum ilmenit , Ca-ferită și/sau holandită

În timp ce tranziția polimorfă a olivinei la wadsleyit nu este însoțită de o modificare a compoziției chimice, în prezența granatului are loc o reacție care duce la formarea wadsleyitei îmbogățite în Fe față de olivina originală. Mai mult, wadsleyita poate conține semnificativ mai mulți atomi de hidrogen decât olivina. Participarea atomilor de Fe și H în structura wadsleyitei duce la o scădere a rigidității sale și, în consecință, la o scădere a vitezelor de propagare a undelor seismice care trec prin acest mineral.

În plus, formarea wadsleyitei îmbogățite cu Fe sugerează implicarea unei cantități mai mari de olivină în reacția corespunzătoare, care ar trebui să fie însoțită de o modificare a compoziției chimice a rocilor în apropierea secțiunii 410. Ideile despre aceste transformări sunt confirmate de globala modernă. date seismice. În ansamblu, compoziția mineralogică a acestei părți a mantalei superioare pare a fi mai mult sau mai puțin clară. Dacă vorbim despre asociația de minerale pirolitice (Tabelul 1), atunci transformarea acesteia până la adâncimi de ~800 km a fost studiată suficient de detaliat și este rezumată în Fig. 1. 2. În acest caz, granița seismică globală la o adâncime de 520 km corespunde rearanjarii wadsleyitei b-(Mg, Fe)2SiO4 în ringwoodite - g-modificarea (Mg, Fe)2SiO4 cu o structură spinel. Transformarea piroxenului (Mg, Fe)SiO3 granat Mg3(Fe, Al, Si)2Si3O12 are loc în mantaua superioară pe un interval mai larg de adâncime. Astfel, întreaga învelișă relativ omogenă în intervalul de 400-600 km al mantalei superioare conține în principal faze cu tipuri structurale granat și spinel.

Toate modelele propuse în prezent pentru compoziția rocilor de manta permit conținutul de Al2O3 în acestea într-o cantitate de ~4 wt. %, care afectează și specificul transformărilor structurale. În același timp, se observă că în unele zone ale mantalei superioare, care este eterogenă ca compoziție, Al poate fi concentrat în astfel de minerale precum corindonul Al2O3 sau cianita Al2SiO5, care, la presiuni și temperaturi corespunzătoare adâncimii de ~450 km. , se transformă în corindon și stishovit - o modificare a SiO2, structură care conține un cadru de octaedre SiO6. Ambele minerale sunt conservate nu numai în mantaua inferioară, ci și mai adânc.

Cea mai importantă componentă a compoziției chimice a zonei de 400-670 km este apa, al cărei conținut, conform unor estimări, este de ~0,1 gr. % și a căror prezență este asociată în primul rând cu silicații de Mg. Cantitatea de apă stocată în acest înveliș este atât de semnificativă încât pe suprafața Pământului ar forma un strat cu o grosime de 800 m.

Compoziția mantalei sub limita de 670 km

Studiile tranzițiilor structurale ale mineralelor efectuate în ultimele două sau trei decenii folosind camere cu raze X de înaltă presiune au făcut posibilă modelarea unor caracteristici ale compoziției și structurii geosferelor mai adânci decât limita de 670 km. În aceste experimente, cristalul studiat este plasat între două piramide de diamant (nicovale), în timpul comprimării cărora se creează presiuni proporționale cu presiunile din interiorul mantalei și nucleului pământului. Cu toate acestea, există încă multe întrebări despre această parte a mantalei, care reprezintă mai mult de jumătate din întregul interior al Pământului. În prezent, majoritatea cercetătorilor sunt de acord cu ideea că toată această manta profundă (inferioară în sensul tradițional) constă în principal dintr-o fază asemănătoare perovskitului (Mg,Fe)SiO3, care reprezintă aproximativ 70% din volumul său (40% din volum). a întregului Pământ) și magnezowiustita (Mg, Fe)O (~20%). Restul de 10% sunt faze de stishovit și oxid care conțin Ca, Na, K, Al și Fe, a căror cristalizare este permisă în tipurile structurale de ilmenit-corindon (soluție solidă (Mg, Fe)SiO3-Al2O3), perovskit cubic ( CaSiO3) și Caferită (NaAlSiO4). Formarea acestor compuși este asociată cu diverse transformări structurale minerale ale mantalei superioare. În același timp, una dintre principalele faze minerale ale unei învelișuri relativ omogene situate la intervalul de adâncime de 410–670 km, ringwoodite asemănătoare spinelului, se transformă într-o asociere de (Mg, Fe)-perovskit și Mg-wustite la limita de 670 km, unde presiunea este de ~24 GPa. O altă componentă importantă a zonei de tranziție, un membru al familiei granat, piropul Mg3Al2Si3O12, suferă o transformare cu formarea de perovskit ortorombic (Mg, Fe)SiO3 și o soluție solidă de corindon-ilmenit (Mg, Fe)SiO3 - Al2O3 la presiuni ceva mai mari. Această tranziție este asociată cu o modificare a vitezelor undelor seismice la virajul de 850-900 km, corespunzătoare uneia dintre limitele seismice intermediare. Transformarea andraditului Ca-granat la presiuni mai mici de ~21 GPa duce la formarea unei alte componente importante a mantalei inferioare menționate mai sus, Ca-perovskitul cubic CaSiO3. Raportul polar dintre principalele minerale din această zonă (Mg,Fe) - perovskit (Mg,Fe)SiO3 și Mg-wustite (Mg, Fe)O variază într-un interval destul de larg și la o adâncime de ~1170 km la o presiune de ~29 GPa și temperaturi de 2000- 2800 0C se modifică de la 2:1 la 3:1.

Stabilitatea excepțională a MgSiO3 cu o structură rombică de perovskit într-o gamă largă de presiuni corespunzătoare adâncimii mantalei inferioare ne permite să-l considerăm una dintre componentele principale ale acestei geosfere. La baza acestei concluzii au fost experimentele, în timpul cărora mostre de Mg-perovskit MgSiO3 au fost supuse la o presiune de 1,3 milioane de ori mai mare decât presiunea atmosferică și, în același timp, a fost aplicat un fascicul laser cu o temperatură de aproximativ 2000 0C. proba plasată între nicovalele de diamant.

Astfel, au fost modelate condițiile care există la adâncimi de ~2800 km, adică în apropierea limitei inferioare a mantalei inferioare. S-a dovedit că nici în timpul și nici după experiment mineralul nu și-a schimbat structura și compoziția. Astfel, L. Liu, precum și E. Nittle și E. Zhanloz au ajuns la concluzia că stabilitatea Mg-perovskitei ne permite să-l considerăm cel mai comun mineral de pe Pământ, constituind, aparent, aproape jumătate din masa sa.

FexO wustite nu este mai puțin stabilă, a cărei compoziție în condițiile mantalei inferioare este caracterizată de valoarea coeficientului stoichiometric x< 0,98, что означает одновременное присутствие в его составе Fe2+ и Fe3+. При этом, согласно экспериментальным данным, температура плавления вюстита на границе нижней мантии и слоя D", по данным Р. Болера (1996), оценивается в ~5000 K, что намного выше 3800 0С, предполагаемой для этого уровня (при средних температурах мантии ~2500 0С в основании нижней мантии допускается повышение температуры приблизительно на 1300 0С). Таким образом, вюстит должен сохраниться на этом рубеже в твердом состоянии, а признание фазового контраста между твердой нижней мантией и жидким внешним ядром требует более гибкого подхода и уж во всяком случае не означает четко очерченной границы между ними.

Trebuie remarcat faptul că fazele asemănătoare perovskitei care predomină la adâncimi mari pot conține o cantitate foarte limitată de Fe, iar concentrațiile ridicate de Fe printre mineralele asociației profunde sunt caracteristice doar magneziowustitei. În același timp, pentru magnezowiustită, posibilitatea trecerii sub influența unor presiuni mari a unei părți din fierul feros conținut în acesta în fier feric, rămânând în structura mineralului, cu eliberarea simultană a cantității corespunzătoare de fier neutru, a fost dovedit. Pe baza acestor date, H. Mao, P. Bell și T. Yagi, angajați ai laboratorului de geofizică al Institutului Carnegie, au prezentat noi idei despre diferențierea materiei în adâncurile Pământului. În prima etapă, din cauza instabilității gravitaționale, magnezowustita se scufundă până la o adâncime, unde, sub influența presiunii, o parte din fier într-o formă neutră este eliberată din ea. Magnezowustita reziduală, care se caracterizează printr-o densitate mai mică, se ridică în straturile superioare, unde se amestecă din nou cu faze asemănătoare perovskitei. Contactul cu ele este însoțit de restabilirea stoichiometriei (adică raportul întreg al elementelor din formula chimica) de magnezowiustită și duce la posibilitatea repetării procesului descris. Noile date fac posibilă extinderea oarecum a setului de elemente chimice probabile pentru mantaua adâncă. De exemplu, stabilitatea magnezitului la presiuni corespunzătoare adâncimii de ~900 km, fundamentată de N. Ross (1997), indică posibila prezență a carbonului în compoziția sa.

Identificarea limitelor seismice intermediare individuale situate sub linia 670 se corelează cu datele privind transformările structurale minerale ale mantalei, care poate lua o mare varietate de forme. O ilustrare a modificării multor proprietăți ale diferitelor cristale la valori mari ale parametrilor fizico-chimici corespunzători mantalei adânci poate fi, conform lui R. Jeanlose și R. Hazen, rearanjarea legăturilor ion-covalente ale wuestitei înregistrate în timpul experimentelor. la presiuni de 70 gigapascali (GPa) (~1700 km).în legătură cu interacţiunile interatomice de tip metalic. Calcul 1200 poate corespunde rearanjarii SiO2 cu structura stishovite in tipul structural CaCl2 (analog rombic al rutilului TiO2) prezis pe baza calculelor teoretice mecanice cuantice si modelat ulterior la o presiune de ~45 GPa si o temperatura de ~ 2000 0C și 2000 km până la transformarea sa ulterioară într-o cu o structură intermediară între a-PbO2 și ZrO2, caracterizată printr-o împachetare mai densă de octaedre de siliciu-oxigen (date de la L.S. Dubrovinsky și colab.). De asemenea, pornind de la aceste adâncimi (~2000 km), la presiuni de 80–90 GPa, este permisă descompunerea MgSiO3 asemănătoare perovskitei, însoțită de o creștere a conținutului de periclază MgO și silice liberă. Cu mai multe mai multa presiune(~96 GPa) și o temperatură de 800 0С, s-a stabilit o manifestare a politipiei în FeO, asociată cu formarea de fragmente structurale de tip NiAs de nichelină, alternând cu domenii anti-nichel, în care atomii de Fe sunt localizați în poziții. a atomilor As, iar atomii O - în pozițiile atomilor de Ni. Aproape de limita D”, Al2O3 cu structura corindonului este transformat într-o fază cu structura Rh2O3, care este modelată experimental la presiuni de ~100 GPa, adică la o adâncime de ~2200–2300 km. spin (HS) în starea de spin scăzut (LS) a atomilor de Fe din structura magneziowustitei, adică o schimbare a lor. structura electronica. În acest sens, trebuie subliniat faptul că structura wuestitei FeO la presiune înaltă se caracterizează prin nonstoichiometrie compozițională, defecte de împachetare atomică, politip și o modificare a ordinii magnetice asociată cu o modificare a structurii electronice (HS => LS - tranziție ) a atomilor de Fe. Caracteristicile remarcate ne permit să considerăm wustita drept unul dintre cele mai complexe minerale cu proprietăți neobișnuite care determină specificul zonelor profunde ale Pământului îmbogățit cu ea în apropierea graniței D.

Orez. 3. Structura tetragonală a componentului Fe7S-posibil al miezului interior (solid), conform D.M. Sherman (1997)

Măsurătorile seismologice indică faptul că atât nucleul interior (solid) cât și cel exterior (lichid) al Pământului se caracterizează printr-o densitate mai mică față de valoarea obținută pe baza unui model de miez format doar din fier metalic cu aceiași parametri fizico-chimici. Majoritatea cercetătorilor atribuie această scădere a densității prezenței în miez a unor elemente precum Si, O, S și chiar O, care formează aliaje cu fierul. Printre fazele care sunt probabile pentru astfel de condiții fizico-chimice „faustiene” (presiune ~250 GPa și temperaturi 4000-6500 0С), Fe3S cu binecunoscutul tip structural Cu3Au și Fe7S, a cărei structură este prezentată în fig. 3. O altă fază care se presupune că se află în miez este b-Fe, a cărei structură este caracterizată printr-o împachetare strânsă în patru straturi de atomi de Fe. Temperatura de topire a acestei faze este estimată la 5000 0C la o presiune de 360 ​​GPa. Prezența hidrogenului în miez a fost controversată de multă vreme datorită solubilității sale scăzute în fier la presiune atmosferică. Cu toate acestea, experimente recente (date de la J. Badding, H. Mao și R. Hamley (1992)) au făcut posibilă stabilirea că hidrură de fier FeH se poate forma la temperaturi și presiuni ridicate și este stabil la presiuni care depășesc 62 GPa, ceea ce corespunde la adâncimi de ~1600 km. În acest sens, prezența unor cantități semnificative (până la 40 mol.%) hidrogenîn miez este destul de acceptabil și își reduce densitatea la valori în concordanță cu datele seismologice.

Se poate prezice că noi date privind modificările structurale ale fazelor minerale la adâncimi mari vor face posibilă găsirea unei interpretări adecvate a altor limite geofizice importante fixate în intestinele Pământului. Concluzia generală este că la limitele seismice globale precum 410 și 670 km, există schimbări semnificative în compoziția minerală. roci de manta. Transformările minerale se remarcă și la adâncimi de ~850, 1200, 1700, 2000 și 2200-2300 km, adică în interiorul mantalei inferioare. Aceasta este o circumstanță foarte importantă care face posibilă abandonarea ideii structurii sale omogene.

Până în anii '80 ai secolului XX, studiile seismologice care utilizează unde seismice longitudinale și transversale, capabile să pătrundă prin întregul volum al Pământului și, prin urmare, numite volumetrice, spre deosebire de cele de suprafață, care sunt distribuite numai pe suprafața sa, s-au dovedit a să fie atât de semnificative încât au făcut posibilă întocmirea de hărți ale anomaliilor seismice pentru diferite niveluri ale planetei. Lucrări fundamentale în acest domeniu au fost efectuate de seismologul american A. Dzevonsky și colegii săi.

Pe fig. 4 prezintă mostre de hărți similare dintr-o serie publicată în 1994, deși primele publicații au apărut cu 10 ani mai devreme. Lucrarea prezintă 12 hărți pentru secțiuni adânci ale Pământului în intervalul de la 50 la 2850 km, adică aproape acoperind întreaga manta. Pe aceste hărți cele mai interesante este ușor de observat că modelul seismic este diferit la diferite niveluri de adâncime. Acest lucru poate fi văzut din zonele și contururile de distribuție. zone anormale seismice, caracteristicile tranzițiilor dintre ele și, în general, aspectul general al cărților. Unele dintre ele se disting prin mare diversitate și contrast în distribuția zonelor cu viteze diferite ale undelor seismice (Fig. 5), în timp ce altele prezintă relații mai fine și mai simple între ele.

În același an, 1994, a fost publicată lucrare similară geofizicieni japonezi. Conține 14 hărți pentru niveluri de la 78 la 2900 km. Pe ambele serii de hărți, este clar vizibilă eterogenitatea Pacificului, care, deși se schimbă în contur, poate fi urmărită până la miezul pământului. Dincolo de această mare neomogenitate, modelul seismic devine mai complex, schimbându-se semnificativ la trecerea de la un nivel la altul. Dar, oricât de semnificativă ar fi diferența dintre aceste hărți, există asemănări între unele dintre ele. Ele sunt exprimate într-o oarecare similitudine în plasarea anomaliilor seismice pozitive și negative în spațiu și, în cele din urmă, în aspecte comune structură seismică profundă. Acest lucru face posibilă gruparea unor astfel de hărți, ceea ce face posibilă distingerea învelișurilor intramantale de diferite modele seismice. Și această lucrare a fost făcută. Pe baza analizei hărților de către geofizicienii japonezi, s-a dovedit a fi posibil să se propună o variantă mult mai fracțională. structura mantalei terestre prezentată în fig. 5 în comparație cu modelul convențional de înveliș de pământ.

Există două prevederi fundamental noi:

Cum se corelează limitele propuse ale geosferelor adânci cu limitele seismice izolate anterior de seismologi? Comparația arată că limita inferioară a mantalei mijlocii se corelează cu limita anului 1700, a cărei semnificație globală este subliniată în lucrare. Limita sa superioară corespunde aproximativ cu liniile de 800-900. În ceea ce privește mantaua superioară, aici nu există discrepanțe: limita sa inferioară este reprezentată de limita 670, iar cea superioară de limita mohorovichică. Să acordăm o atenție deosebită incertitudinii limitei superioare a mantalei inferioare. În procesul de cercetare ulterioară, se poate dovedi că limitele seismice recent conturate din 1900 și 2000 vor face posibilă ajustări ale grosimii sale. Astfel, rezultatele comparației mărturisesc validitatea noului model propus al structurii mantalei.

Concluzie

Studiul structurii profunde a Pământului este una dintre cele mai mari și mai importante domenii ale științelor geologice. Nou stratificarea mantalei Pământul permite o schemă mult mai puțin decât înainte, să se apropie problema dificila geodinamică profundă. Diferența dintre caracteristicile seismice ale cochiliilor pământului ( geosferelor), reflectând diferența dintre proprietățile lor fizice și compoziția minerală, creează oportunități pentru modelarea proceselor geodinamice în fiecare dintre ele separat. Geosferele în acest sens, așa cum este acum destul de clar, au o anumită autonomie. Cu toate acestea, acest subiect extrem de important depășește scopul acestui articol. Dezvoltarea ulterioară a tomografiei seismice, precum și a altor studii geofizice, precum și studiul compoziției minerale și chimice a adâncurilor, va depinde de construcții mult mai fundamentate în ceea ce privește compoziția, structura, geodinamica și evoluția Pământului ca un întreg.

Bibliografie

geotimpuri. 1994 Vol. 39, nr 6. P. 13-15.

Ross A. Mantaua pământului remodelată // Natura. 1997 Vol. 385, nr. 6616. P. 490.

Thompson A.B. Apa în Mantaua superioară a Pământului // Natură. 1992 Vol. 358, nr. 6384. P. 295-302.

Pușcharovski D.Yu. Minerale adânci ale Pământului // Priroda. 1980. N 11. S. 119-120.

Su W., Woodward R.L., Dziewonski A.M. Modelul de gradul 12 al eterogenității vitezei de forfecare în manta // J. Geophys. Res. 1994 Vol. 99, N B4. p. 6945-6980.

J. Geol. soc. Japonia. 1994 Vol. 100, nr 1. P. VI-VII.

Pușcharovsky Yu.M. Tomografia seismică și structura mantalei: Perspectivă tectonică // ​​Doklady AN. 1996. T. 351, N 6. S. 805-809.

Și un miez de fier topit. Ocupă cea mai mare parte a Pământului, reprezentând două treimi din masa planetei. Mantaua începe la o adâncime de aproximativ 30 de kilometri și ajunge la 2900 de kilometri.

Structura pământului

Pământul are aceeași compoziție de elemente ca (fără a include hidrogenul și heliul, care au scăpat din cauza gravitației Pământului). Lăsând deoparte fierul din miez, putem calcula că mantaua este un amestec de magneziu, siliciu, fier și oxigen, care corespunde aproximativ compoziției mineralelor.

Dar exact ce amestec de minerale este prezent la o anumită adâncime este o problemă complexă care nu este bine fundamentată. Putem obține mostre din manta, bucăți de rocă ridicate de anumite erupții vulcanice, de la o adâncime de aproximativ 300 de kilometri și uneori mult mai adânc. Ele arată că partea superioară a mantalei este compusă din peridotit și eclogit. Cel mai interesant lucru pe care îl obținem de la manta sunt diamantele.

Activități în manta

Partea superioară a mantalei este agitată încet de mișcările plăcilor care trec peste ea. Acest lucru este cauzat de două activități. În primul rând, există o mișcare în jos a plăcilor mobile, care alunecă una sub cealaltă. În al doilea rând, există o mișcare ascendentă a rocii mantalei, când două plăci tectonice diverg și se depărtează. Cu toate acestea, toată această acțiune nu amestecă complet mantaua superioară, iar geochimiștii consideră că mantaua superioară este o versiune stâncoasă a tortului de marmură.

Tiparele mondiale ale vulcanismului reflectă acțiunea plăcilor tectonice, cu excepția câtorva zone ale planetei numite puncte fierbinți. Punctele fierbinți pot deține cheia creșterii și căderii materialelor mult mai adânc în manta, poate chiar de la fundația sa. Astăzi există o discuție științifică energică despre punctele fierbinți ale planetei.

Explorarea mantalei cu unde seismice

Metoda noastră cea mai puternică de a studia mantaua este monitorizarea undelor seismice de la cutremurele din întreaga lume. Două tipuri diferite unde seismice: unde P (similare unde sonore) și undele S (de exemplu, undele dintr-o frânghie scuturată) corespund proprietăți fizice stâncile prin care trec. Undele seismice reflectă unele tipuri de suprafețe și refractează (îndoaie) alte tipuri de suprafețe atunci când sunt lovite. Oamenii de știință folosesc aceste efecte pentru a determina suprafețele interioare ale Pământului.

Instrumentele noastre sunt suficient de bune pentru a vedea mantaua Pământului în felul în care medicii iau ultrasunetele pacienților lor. După un secol de colectare a datelor cutremurelor, putem realiza câteva hărți impresionante ale mantalei.

Simularea mantalei în laborator

Mineralele și rocile se schimbă la presiune ridicată. De exemplu, un mineral obișnuit al mantalei, olivina, se transformă în diferite forme cristaline la adâncimi de aproximativ 410 de kilometri și din nou la 660 de kilometri.

Studiul comportamentului mineralelor din manta se desfășoară în două moduri: simulare pe calculator bazată pe ecuațiile fizicii mineralelor și experimente de laborator. În acest fel, cercetarea modernă mantalele sunt conduse de seismologi, programatori și cercetători de laborator care acum pot reproduce condiții oriunde în manta, folosind echipamente de laborator de înaltă presiune, cum ar fi o celulă de nicovală cu diamant.

Straturile mantalei și limitele interne

Un secol de cercetări a completat unele dintre lacunele în cunoștințele despre manta. Are trei straturi principale. Mantaua superioară se extinde de la baza crustei (Mohorovic) până la o adâncime de 660 de kilometri. Zona de tranziție este situată între 410 și 660 de kilometri, unde există modificări fizice semnificative ale mineralelor.

Mantaua inferioară se întinde de la 660 la aproximativ 2700 de kilometri. Aici, undele seismice sunt puternic atenuate, iar majoritatea cercetătorilor cred că rocile de sub ele sunt diferite ca compoziție chimică, și nu doar în cristalografie. Iar ultimul strat disputat de la baza mantalei are o grosime de aproximativ 200 de kilometri si este limita dintre nucleu si manta.

De ce este specială mantaua Pământului?

Deoarece mantaua este partea principală a Pământului, istoria sa este de o importanță fundamentală pentru. Mantaua s-a format în timpul nașterii Pământului, ca un ocean de magmă lichidă pe un miez de fier. Pe măsură ce s-a întărit, elementele care nu se potriveau cu mineralele de bază s-au acumulat ca solzi deasupra crustei. Apoi, mantaua a început o circulație lentă care a continuat în ultimele 4 miliarde de ani. Mantaua superioară a început să se răcească deoarece a fost agitată și hidratată de mișcările tectonice ale plăcilor de suprafață.

În același timp, am învățat multe despre structura altora (Mercur, Venus și Marte). În comparație cu acestea, Pământul are o manta activă, lubrifiată, care este deosebită datorită aceluiași element care își face suprafața diferită: apa.

Mulți oameni știu că planeta Pământ în sensul seismic (tectonic) constă dintr-un nucleu, manta și litosferă (crustă). Vom lua în considerare ce este o manta. Acesta este un strat sau înveliș intermediar care este situat între miez și scoarță. Mantaua reprezintă 83% din volumul Pământului. Dacă luăm greutatea, atunci 67% din Pământ este mantaua.

Două straturi de manta

Chiar și la începutul secolului al XX-lea, era în general acceptat că mantaua este omogenă, dar până la jumătatea secolului, oamenii de știință au ajuns la concluzia că este formată din două straturi. Stratul cel mai apropiat de miez este mantaua inferioară. Stratul care mărginește litosfera este mantaua superioară. Mantaua superioară pătrunde adânc în Pământ pentru aproximativ 600 de kilometri. Limita inferioară a mantalei inferioare este situată la o adâncime de până la 2900 de kilometri.

Din ce este făcută mantaua?

Oamenii de știință nu au reușit încă să se apropie de manta. Niciun foraj nu a făcut încă posibilă abordarea lui. Prin urmare, toate cercetările sunt efectuate nu experimental, ci teoretic și indirect. Oamenii de știință își trag concluziile despre mantaua pământului în primul rând pe baza unor studii geofizice. Conductivitatea electrică, undele seismice, viteza de propagare și puterea acestora sunt luate în considerare.

Oamenii de știință japonezi și-au anunțat intențiile de a se apropia de mantaua pământului forând prin roci oceanice, dar până acum planurile lor nu au fost încă puse în practică. Pe fundul oceanului s-au găsit deja unele locuri în care stratul scoarței terestre este cel mai subțire, adică doar aproximativ 3.000 de km pot fi forați până în partea superioară a mantalei. Dificultatea constă în faptul că forarea ar trebui să fie efectuată pe fundul oceanului și, în același timp, forajul va trebui să treacă prin secțiuni de roci grele, iar acest lucru poate fi comparat cu o încercare de coadă. a unui fir pentru a sparge pereții unui degetar. Fără îndoială, posibilitatea de a studia mostre de rocă prelevate direct din manta ar oferi o idee mai precisă a structurii și compoziției sale.

Diamante și peridot

Informative sunt rocile de manta, care ca urmare a diferitelor procese geofizice și seismice apar pe suprafața pământului. De exemplu, diamantele aparțin rocilor de la manta. Unele dintre ele, sugerează cercetătorii, se ridică din mantaua inferioară. Cele mai comune rase sunt peridoții. Ele sunt adesea aruncate în lavă de erupții vulcanice. Studiul rocilor de manta permite oamenilor de știință să vorbească cu o anumită acuratețe despre compoziția și principalele caracteristici ale mantalei.

Stare lichidă și apă

Mantaua este formata din roci silicate bogate in magneziu si fier. Toate substanțele care alcătuiesc mantaua sunt incandescente. topit, stare lichida, deoarece temperatura acestui strat este destul de ridicată - până la două mii și jumătate de grade. Apa face, de asemenea, parte din mantaua Pământului. În termeni cantitativi, există de 12 ori mai mult decât în ​​oceanele lumii. Alimentarea cu apă în manta este de așa natură încât, dacă ar fi stropită pe suprafața pământului, apa s-ar ridica deasupra suprafeței cu 800 de metri.

Procese din manta

Limita mantalei nu este o linie dreaptă. Dimpotrivă, în unele locuri, de exemplu, în regiunea Alpilor, pe fundul oceanelor, mantaua, adică rocile legate de manta, se ridică destul de aproape de suprafața Pământului. Este fizicul și procese chimice acel flux în manta afectează ceea ce se întâmplă în scoarța terestră și pe suprafața pământului. Este despre despre formarea munților, oceanelor, mișcarea continentelor.