Що таке мантія Землі?

У вчених немає сумнівів в тому, що наша планета складається мінімум з трьох структур: зовнішня оболонка – кора, внутрішня серцевина – ядро, а між ними якраз і лежить шар земних порід – мантія.

Вона помітно товщі кори і займає більше 80% всього обсягу земної кулі. Починається мантія на глибині приблизно 30-50 км (під океанами) і набагато нижче – під континентами. На глибині близько 30 000 км вона межує з ядром.

Як вивчають будову Землі на таких великих глибинах?

Звичайно, надра – це не безодні океану або космосу. Всередину планети не послати ні експедиції, ні роботів. Однак розроблені методи, які дозволяють туди «заглянути». Для цього є кілька шляхів.

1. Геофізичні дослідження. Наприклад, реєструвати поширення хвиль від землетрусів. Поки ці хвилі доберуться, наприклад, від Японії до Німеччини, вони не раз змінять свій напрямок і швидкість. По тому, в яких шарах вони йдуть повільніше, в яких – швидше, можна судити про будову цих шарів, їх складі.
2. Геологічні колекції. Фахівці часто вміють розрізняти «камінчики» за місцем їх народження. Так, нещодавно вдалося по домішках розшифрувати біографію шести алмазів. Колись крихітні шматочки вуглецю опустилися з кори в мантію і «потонули» в ній. Жахливий тиск перетворило їх в кристали алмазу, а висхідний потік поніс їх у кору. Вони виявилися в вулканічній породі, яку через 200 млн. Років люди підняли з бразильської шахти.
3. Експерименти. Приблизно уявляючи собі умови в надрах Землі, можна відтворити їх в лабораторіях і подивитися на результати.
4. Буріння надглибоких свердловин. Правда, поки що найглибша з них, на Кольському півострові досягла лише за позначку 12 262 метра. Можливо, дістатися до мантії вийде бурінням океанського дна – тут-то кора набагато тонше. Таке може виявитися під силу буровим суднам, вже створеним спеціально для подібних робіт.

З чого складається мантія? Які процеси в ній йдуть?

Про мантії можна судити по її уламках, які винесені на поверхню суші або долин океанського дна мільярди років тому. Припускають, що мантія зеленувато-чорна і складається з гірських порід, що містять кремній, магній, кальцій, залізо, кисень. За складом вона схожа на кам’яні метеорити. Колись, до освіти кори, такою була вся поверхня Землі.

Нині розпад радіоактивних речовин підігріває ядро, і воно передає свій жар мантії. Температура самого нижнього її шару вимірюється тисячами градусів. Тому його гірські породи розм’якшені, колосальний тиск робить їх текучими. Зовні температура мантії поступово падає. Охолоджені зовнішні маси опускаються, підігріті внутрішні – спливають. Через високу в’язкості швидкість руху невелика – до декількох десятків сантиметрів на рік. Але цей кругообіг ніколи не припиняється. Час від часу потоки мантійного речовини впроваджуються в кору, цим переміщенням допомагають вулкани.

Чому важливо досліджувати мантію Землі?

Мантія знаходиться від нас далеко (точніше, глибоко), але, безумовно, впливає на життя людей і всієї навколишнього нас природи. Рухи в мантії примушують переміщатися стоять на ній величезні плити кори, які несуть континенти. Результат відомий – землетруси, виверження вулканів і масові вимирання організмів, народження і загибель островів, рух материків. Зрозумівши процеси в мантії, ми отримаємо шанс передбачити глобальні катастрофи.

Теплові переміщення в мантії впливають на появу зон підземного тепла. Представляючи собі її «поведінку», буде легше знаходити такі зони для побудови геотермальних електростанцій, гарячі підземні води, металеві руди. Та й інші корисні копалини теж.

Скажімо, вважалося, що горючий газ метан утворюється з гниючої органіки завдяки бактеріям. Але не так давно група фізиків довела, що буває інакше. Вчені змішали воду, оксид заліза і мінерал кальцит. Суміш розігріли до 1000 ° С під тиском 110 тисяч атмосфер і отримали метан! Ці означало, що він може з’являтися і в глибинах мантії. Не виключено, що звідти він піднімається в товщу кори. Так що тут потрібно шукати його скупчення і добувати.