وشاح الأرض هو جزء من الغلاف الأرضي يقع بين القشرة واللب. يحتوي على نسبة كبيرة من مادة الكوكب بأكملها. تعتبر دراسة الوشاح مهمة ليس فقط من حيث فهم البنية الداخلية للأرض. يمكنه إلقاء الضوء على تكوين الكوكب ، وإتاحة الوصول إلى المركبات والصخور النادرة ، والمساعدة في فهم آلية الزلازل وحركة ألواح الغلاف الصخري. ومع ذلك ، فإن الحصول على معلومات حول تكوين وملامح الوشاح ليس بالأمر السهل. لا يعرف الناس بعد كيف يحفرون الآبار بهذا العمق. تتم الآن دراسة وشاح الأرض بشكل أساسي باستخدام الموجات الزلزالية. وأيضًا عن طريق النمذجة في المختبر.
هيكل الأرض: الوشاح ، اللب والقشرة
وفقًا للمفاهيم الحديثة ، ينقسم الهيكل الداخلي لكوكبنا إلى عدة طبقات. الجزء العلوي هو القشرة ، ثم يكمن الوشاح ولب الأرض. القشرة عبارة عن قشرة صلبة مقسمة إلى محيطية وقارية. يتم فصل عباءة الأرض عنها بواسطة ما يسمى بالحدMohorovicic (سميت على اسم عالم الزلازل الكرواتي الذي أنشأ موقعها) ، والتي تتميز بزيادة مفاجئة في سرعات الموجات الزلزالية الانضغاطية.
يشكل الوشاح حوالي 67٪ من كتلة الكوكب. وفقًا للبيانات الحديثة ، يمكن تقسيمها إلى طبقتين: علوية وسفلية. في الأولى ، يتم تمييز طبقة Golitsyn أو الوشاح الأوسط أيضًا ، وهي منطقة انتقالية من الأعلى إلى الأسفل. بشكل عام ، يمتد الوشاح من 30 إلى 2900 كم.
جوهر الكوكب ، وفقًا للعلماء المعاصرين ، يتكون أساسًا من سبائك الحديد والنيكل. وهي مقسمة أيضًا إلى قسمين. اللب الداخلي صلب ، نصف قطره يقدر بحوالي 1300 كم. خارجي - سائل ، يبلغ قطره 2200 كم. يتم تمييز منطقة الانتقال بين هذه الأجزاء.
ليثوسفير
يوحد مفهوم "الغلاف الصخري" القشرة والغطاء العلوي للأرض. وهي عبارة عن قشرة صلبة ذات مناطق مستقرة ومتحركة. تتكون القشرة الصلبة للكوكب من صفائح من الغلاف الصخري ، والتي من المفترض أن تتحرك عبر الغلاف الموري - طبقة بلاستيكية إلى حد ما ، وربما سائل لزج وشديد التسخين. إنه جزء من الوشاح العلوي. وتجدر الإشارة إلى أن وجود الغلاف الموري كقشرة لزجة مستمرة لم تؤكده دراسات الزلازل. تسمح لنا دراسة بنية الكوكب بتحديد عدة طبقات متشابهة تقع عموديًا. في الاتجاه الأفقي ، يبدو أن الغلاف الموري متقطع باستمرار.
طرق دراسة الوشاح
لا يمكن الوصول إلى الطبقات الموجودة أسفل القشرةدراسة. يمثل العمق الهائل والزيادة المستمرة في درجة الحرارة وزيادة الكثافة مشكلة خطيرة للحصول على معلومات حول تكوين الوشاح واللب. ومع ذلك ، لا يزال من الممكن تخيل بنية الكوكب. عند دراسة الوشاح ، تصبح البيانات الجيوفيزيائية هي المصادر الرئيسية للمعلومات. تسمح سرعة الموجات الزلزالية والتوصيل الكهربائي والجاذبية للعلماء بوضع افتراضات حول التكوين والميزات الأخرى للطبقات الأساسية.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على بعض المعلومات من الصخور النارية وشظايا صخور الوشاح. هذا الأخير يشمل الماس ، والذي يمكن أن يخبرنا الكثير عن الوشاح السفلي. توجد صخور الوشاح أيضًا في قشرة الأرض. تساعد دراستهم على فهم تكوين الوشاح. ومع ذلك ، فإنها لن تحل محل العينات المأخوذة مباشرة من الطبقات العميقة ، لأنه نتيجة للعمليات المختلفة التي تحدث في القشرة ، فإن تكوينها يختلف عن الوشاح.
عباءة الأرض: التركيب
النيازك هي مصدر آخر للمعلومات حول ماهية الوشاح. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن الكوندريت (المجموعة الأكثر شيوعًا من النيازك على الكوكب) قريبة في تكوينها من وشاح الأرض.
من المفترض أن تحتوي على عناصر كانت في حالة صلبة أو كانت في حالة صلبة أثناء تكوين الكوكب. وتشمل هذه السيليكون والحديد والمغنيسيوم والأكسجين وبعض الآخرين. في الوشاح ، تتحد مع ثاني أكسيد السيليكون لتكوين السيليكات. فيتوجد سيليكات المغنيسيوم في الطبقة العليا ، تزداد كمية سيليكات الحديد مع العمق. في الوشاح السفلي ، تتحلل هذه المركبات إلى أكاسيد (SiO2، MgO ، FeO).
ذات الأهمية الخاصة للعلماء هي الصخور التي لا توجد في قشرة الأرض. من المفترض أن هناك العديد من هذه المركبات (الجروسبيديت ، الكربوناتيت ، إلخ) في الوشاح.
طبقات
دعونا نلقي نظرة فاحصة على طول طبقات الوشاح. وفقًا للعلماء ، يشغل الجزء العلوي منها نطاقًا يتراوح من 30 إلى 400 كيلومتر تقريبًا من سطح الأرض. التالي هو المنطقة الانتقالية ، والتي تتعمق في الأعماق لمسافة 250 كم أخرى. الطبقة التالية هي القاع. تقع حدودها على عمق حوالي 2900 كم وهي على اتصال مع اللب الخارجي للكوكب.
الضغط ودرجة الحرارة
كلما تعمقت في الكوكب ، ترتفع درجة الحرارة. وشاح الأرض تحت ضغط مرتفع للغاية. في منطقة الأثينوسفير ، يفوق تأثير درجة الحرارة ، لذلك هنا تكون المادة في الحالة غير المتبلورة أو شبه المنصهرة. أعمق تحت الضغط ، يصبح صلبًا.
دراسات حول الوشاح وحدود موهوروفيتش
عباءة الأرض تطارد العلماء لفترة طويلة. في المختبرات ، تُجرى التجارب على الصخور التي يُفترض أنها جزء من الطبقتين العلوية والسفلية ، مما يسمح لنا بفهم تكوين وملامح الوشاح. وهكذا وجد العلماء اليابانيون أن الطبقة السفلى تحتوي على كمية كبيرة من السيليكون. يحتوي الوشاح العلوي على احتياطيات من المياه. تأتي منكما تخترق القشرة الأرضية من هنا إلى السطح
سطح موهوروفيتش ذو أهمية خاصة ، وطبيعته ليست مفهومة بالكامل. تشير دراسات علم الزلازل إلى أنه عند مستوى 410 كيلومترات تحت السطح ، يحدث تغير متحولة في الصخور (تصبح أكثر كثافة) ، والذي يتجلى في زيادة حادة في سرعة الأمواج. من المفترض أن صخور البازلت في منطقة حدود موهوروفيتش تتحول إلى eclogite. في هذه الحالة ، تزداد كثافة الوشاح بحوالي 30٪. هناك نسخة أخرى ، حيث أن سبب التغيير في سرعة الموجات الزلزالية يكمن في التغيير في تكوين الصخور.
Cikyu Hakken
في عام 2005 ، تم بناء سفينة Chikyu المجهزة خصيصًا في اليابان. تتمثل مهمته في تسجيل رقم قياسي عميق في قاع المحيط الهادئ. يقترح العلماء أخذ عينات من صخور الوشاح العلوي وحدود موهوروفيتش من أجل الحصول على إجابات للعديد من الأسئلة المتعلقة بهيكل الكوكب. تمت جدولة المشروع لعام 2020.
وتجدر الإشارة إلى أن العلماء لم يوجهوا انتباههم فقط إلى أعماق المحيطات. وفقًا للدراسات ، فإن سمك القشرة في قاع البحار أقل بكثير مما هو عليه في القارات. الفرق كبير: تحت عمود الماء في المحيط ، لا تتجاوز المسافة 5 كيلومترات للتغلب على الصهارة في بعض المناطق ، بينما يرتفع هذا الرقم على اليابسة إلى 30 كيلومترًا.
الآن السفينة تعمل بالفعل: تم استلام عينات من طبقات الفحم العميقة. إن تنفيذ الهدف الرئيسي للمشروع سيجعل من الممكن فهم كيفية ترتيب عباءة الأرض ، وماذاالمواد والعناصر تشكل منطقة الانتقال الخاصة به ، وكذلك لمعرفة الحد الأدنى لانتشار الحياة على الكوكب.
فهمنا لهيكل الأرض بعيد عن الاكتمال. والسبب في ذلك هو صعوبة اختراق الأمعاء. ومع ذلك ، فإن التقدم التكنولوجي لا يزال قائما. تشير التطورات العلمية إلى أننا سنعرف المزيد عن خصائص الوشاح في المستقبل القريب.
