Le manteau terrestre est la partie de la géosphère située entre la croûte et le noyau. Il contient une grande partie de la substance entière de la planète. L'étude du manteau n'est pas seulement importante pour comprendre la structure interne de la Terre. Elle peut éclairer la formation de la planète, donner accès à des composés et des roches rares, aider à comprendre le mécanisme des tremblements de terre et le mouvement des plaques lithosphériques. Cependant, obtenir des informations sur la composition et les caractéristiques du manteau n'est pas facile. Les gens ne savent pas encore comment forer des puits aussi profonds. Le manteau terrestre est aujourd'hui principalement étudié à l'aide d'ondes sismiques. Et aussi par modelage en laboratoire.
La structure de la Terre: manteau, noyau et croûte
Selon les concepts modernes, la structure interne de notre planète est divisée en plusieurs couches. Le supérieur est la croûte, puis le manteau et le noyau de la Terre se trouvent. La croûte est une coquille dure divisée en océanique et continentale. Le manteau terrestre en est séparé par la frontière diteMohorovicic (du nom du sismologue croate qui a établi son emplacement), qui se caractérise par une augmentation brutale des vitesses des ondes sismiques de compression.
Le manteau représente environ 67 % de la masse de la planète. Selon les données modernes, il peut être divisé en deux couches: supérieure et inférieure. Dans le premier, on distingue également la couche de Golitsyn ou le manteau moyen, qui est une zone de transition du haut vers le bas. En général, le manteau s'étend de 30 à 2900 km.
Le noyau de la planète, selon les scientifiques modernes, est principalement constitué d'alliages fer-nickel. Il est également divisé en deux parties. Le noyau interne est solide, son rayon est estimé à 1300 km. Externe - liquide, a un rayon de 2200 km. Une zone de transition est distinguée entre ces parties.
Lithosphère
La croûte et le manteau supérieur de la Terre sont unis par le concept de "lithosphère". C'est une coque dure avec des zones stables et mobiles. La coquille solide de la planète est constituée de plaques lithosphériques, qui sont censées se déplacer à travers l'asthénosphère - une couche plutôt plastique, probablement un liquide visqueux et très chauffé. Il fait partie du manteau supérieur. Il convient de noter que l'existence de l'asthénosphère en tant que coquille visqueuse continue n'est pas confirmée par les études sismologiques. L'étude de la structure de la planète nous permet d'identifier plusieurs couches similaires situées verticalement. Dans le sens horizontal, l'asthénosphère, apparemment, est constamment interrompue.
Méthodes d'étude du manteau
Les couches sous la croûte sont inaccessiblesétude. L'énorme profondeur, l'augmentation constante de la température et l'augmentation de la densité sont un sérieux problème pour obtenir des informations sur la composition du manteau et du noyau. Cependant, il est encore possible d'imaginer la structure de la planète. Lors de l'étude du manteau, les données géophysiques deviennent les principales sources d'information. La vitesse des ondes sismiques, la conductivité électrique et la gravité permettent aux scientifiques de faire des hypothèses sur la composition et d'autres caractéristiques des couches sous-jacentes.
De plus, certaines informations peuvent être obtenues à partir de roches ignées et de fragments de roches du manteau. Ces derniers comprennent des diamants, qui peuvent en dire long même sur le manteau inférieur. Les roches du manteau se trouvent également dans la croûte terrestre. Leur étude permet de comprendre la composition du manteau. Cependant, ils ne remplaceront pas les échantillons prélevés directement dans les couches profondes, car en raison de divers processus se produisant dans la croûte, leur composition est différente de celle du manteau.
Manteau terrestre: composition
Les météorites sont une autre source d'informations sur ce qu'est le manteau. Selon les concepts modernes, les chondrites (le groupe de météorites le plus répandu sur la planète) ont une composition proche du manteau terrestre.
Il est censé contenir des éléments qui étaient à l'état solide ou qui étaient à l'état solide lors de la formation de la planète. Ceux-ci incluent le silicium, le fer, le magnésium, l'oxygène et quelques autres. Dans le manteau, ils se combinent avec le dioxyde de silicium pour former des silicates. Àles silicates de magnésium sont situés dans la couche supérieure, la quantité de silicate de fer augmente avec la profondeur. Dans le manteau inférieur, ces composés se décomposent en oxydes (SiO2, MgO, FeO).
Les roches qui ne se trouvent pas dans la croûte terrestre présentent un intérêt particulier pour les scientifiques. On suppose qu'il existe de nombreux composés de ce type (grospidites, carbonatites, etc.) dans le manteau.
Calques
Regardons de plus près la longueur des couches du manteau. Selon les scientifiques, les supérieurs occupent une distance d'environ 30 à 400 km de la surface de la terre. Vient ensuite la zone de transition, qui s'enfonce plus profondément dans les profondeurs sur 250 km supplémentaires. La couche suivante est le bas. Sa frontière est située à une profondeur d'environ 2900 km et est en contact avec le noyau externe de la planète.
Pression et température
Plus vous vous enfoncez dans la planète, plus la température augmente. Le manteau terrestre est soumis à une pression extrêmement élevée. Dans la zone asthénosphère, l'effet de la température l'emporte, donc ici la substance est à l'état dit amorphe ou semi-fondu. Plus profond sous la pression, il devient solide.
Études du manteau et de la frontière Mohorovicic
Le manteau de la Terre hante les scientifiques depuis longtemps. Dans les laboratoires, des expériences sont menées sur des roches qui font vraisemblablement partie des couches supérieures et inférieures, ce qui nous permet de comprendre la composition et les caractéristiques du manteau. Ainsi, les scientifiques japonais ont découvert que la couche inférieure contient une grande quantité de silicium. Le manteau supérieur contient des réserves d'eau. Elle vient dela croûte terrestre, et pénètre également d'ici à la surface.
La surface de Mohorovicic présente un intérêt particulier, dont la nature n'est pas entièrement comprise. Des études sismologiques suggèrent qu'à un niveau de 410 km sous la surface, un changement métamorphique des roches se produit (elles deviennent plus denses), ce qui se manifeste par une forte augmentation de la vitesse des vagues. On suppose que les roches bas altiques de la zone de la frontière de Mohorović se transforment en éclogite. Dans ce cas, la densité du manteau augmente d'environ 30 %. Il existe une autre version, selon laquelle la raison du changement de vitesse des ondes sismiques réside dans le changement de composition des roches.
Cikyu Hakken
En 2005, un navire spécialement équipé Chikyu a été construit au Japon. Sa mission est de creuser un puits record au fond de l'océan Pacifique. Les scientifiques proposent de prélever des échantillons des roches du manteau supérieur et de la limite mohorovichique afin d'obtenir des réponses à de nombreuses questions liées à la structure de la planète. Le projet est prévu pour 2020.
Il convient de noter que les scientifiques ne se sont pas contentés de porter leur attention sur les profondeurs océaniques. Selon des études, l'épaisseur de la croûte au fond des mers est bien moindre que sur les continents. La différence est significative: sous la colonne d'eau dans l'océan, il n'y a que 5 km pour vaincre le magma dans certaines zones, alors que sur terre ce chiffre passe à 30 km.
Maintenant, le navire fonctionne déjà: des échantillons de veines profondes de charbon ont été reçus. La mise en œuvre de l'objectif principal du projet permettra de comprendre comment le manteau terrestre est disposé, cesubstances et éléments composent sa zone de transition, ainsi que pour connaître la limite inférieure de la propagation de la vie sur la planète.
Notre compréhension de la structure de la Terre est loin d'être complète. La raison en est la difficulté de pénétrer dans les intestins. Cependant, le progrès technologique ne s'arrête pas. Les progrès de la science suggèrent que nous en saurons beaucoup plus sur les caractéristiques du manteau dans un proche avenir.
