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Das Mantel oder kurz Mantel ist die Schicht im in Boden das ist direkt unter dem Kruste Lügen. Der Umhang beginnt bei ein paar Zehner Kilometer Tiefe und ist etwa 2900 km dick. Sie nimmt 83% davon ein Volumen der Erde und enthält 67,5% seiner Masse.
Der Name Umhang wurde erstmals vom deutschen Geophysiker verwendet Emil Wiechert im Jahr 1897. Auf Deutsch bedeutet Mantel genau wie auf Niederländisch Mantel.
Struktur
Dank an Seismologie Über den inneren Aufbau des Mantels ist viel bekannt. Seismologie ist eine Technik, die die Seismische Wellen die veröffentlicht werden bei Erdbeben. Unterschiede in Dichte oder Material bieten unterschiedliche seismische Geschwindigkeiten mit denen sich diese Wellen durch die Erde ausbreiten. Durch das Studium der Strahlengänge und Wellengeschwindigkeiten können sich ändern (seismische Diskontinuitäten) sind angezeigt.
Die Grenzschicht zwischen Kruste und Mantel wird als bezeichnet Mohorovičić Diskontinuität oder kurz moho, zum jugoslawisch Wissenschaftler Andrija Mohorovičic der ihn entdeckt hat. Am Standort des Moho ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von seismisch Wellen abrupt. Aufgrund dieses Phänomens konnte Mohorovičić diese Grenzschicht lokalisieren. Der erste Versuch, dafür zu bohren, war Projekt Mohole. Dieses Projekt lief von 1958 zu steigenden Kosten und schlechtem Management in 1966 wurde gestoppt. Gebohrt wurde auf See in einer Tiefe von 3500 Metern bis zu einer Tiefe von 183 Metern unter dem Meeresboden.
Der obere Teil des Mantels, bis zu einer Tiefe von etwa 80 km, ist lithosphärischer Mantel genannt und bildet zusammen mit der Kruste den Lithosphäre. Der Rest des Umhangs ist an Rheologie (Strömungsverhalten) unterteilt in die schwächeren Asthenosphäre (bis ca. 300 km Tiefe) und je stärker Mesosphäre.
Neben rheologisch kann der Mantel auch mineralogisch klassifiziert werden. Aufgrund der größeren Druck in größeren Tiefen einige Kristallstrukturen instabil, die Kristallgitter aus denen Mineralien aufgebaut sind, verwandeln sich dann in eine dichtere Struktur. Ungefähr um 670 km Tiefe findet sich zum Beispiel im Mineral Olivin ein Phasenübergang von Spinell-Struktur zum Dichter Perowskit-Struktur Platz. Zwischen 400 und 700 km Tiefe finden eine Reihe dieser Phasenübergänge in den wichtigsten Mineralien des Erdmantels statt, diese Zone wird als bezeichnet Schalenübergangszone erwähnt. Der obere Teil des Mantels wird zum Wortt oberer Mantel genannt, das zugrunde liegende de Grundierung.
Die Grenze zwischen Mantel und Flüssigkeit äußerer Kern wird der Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität erwähnt. Oberhalb dieser Diskontinuität befindet sich eine Übergangszone mit sehr unterschiedlicher Dicke, die D" Schicht wird genannt.
Umstände
Das Temperatur im oberen Mantel variiert zwischen ca. 1000°C (an der oberen Grenze mit der Kruste) und ca. 3200 °C (im d-niedrig). Unterhalb dieser Temperaturen wäre das Mantelmaterial normalerweise flüssig, aber aufgrund des hohen Drucks solidus im Mantel bei einer viel höheren Temperatur. Die Jacke besteht daher aus Vollmaterial. Nun, es kann teilweise schmelzen im Mantel ist dies besonders in den oberen 250 km (der Asthenosphäre) der Fall, wo der Druck nicht so hoch ist. Teilschmelze aus dem Mantel wird wie Magma abheben und in die kruste eindringen. Steigt die Schmelze an die Oberfläche, entsteht Vulkanismus.
Der Mantel ist nicht flüssig, aber er kann Plastische Verformung. Infolgedessen ist es möglich, dass langsam Konvektionsströme stattfinden, mit einer Rate von mehreren Zentimeter pro Jahr.
Komposition
Siehe auch den Artikel über die Zusammensetzung der ErdeDurchschnittliche Zusammensetzung
Die Zusammensetzung des Mantels ist noch nicht in allen Einzelheiten bekannt. Es gibt vernünftige Schätzungen über die durchschnittliche chemische Zusammensetzung (Massenmantelzusammensetzungen). Diese Schätzungen basieren auf dem Durchschnitt Zusammensetzung der Erde (von denen angenommen wird, dass sie ein chondritische Zusammensetzung hat) und extrahieren hier die Zusammensetzungen von Kruste und Kern.
Der Umhang besteht größtenteils aus festes Material - Silikate, einschließlich der Magnesium-Eisen Silikat Olivin (Mg, Fe)2(SiO4)) überwiegt - was sich daran zeigt, dass beide längs wenn transversal darin breiten sich Schwingungen aus. Die Temperatur, die im unteren Gehäuse auf 3200 °C ansteigt, ist tatsächlich höher als die normale Temperatur Schmelzpunkt des Mineralien aus dem der Mantel gebildet wird, aber wegen der hohen Druck der Schmelzpunkt wird deutlich erhöht.
Mantelfelsen
sehen Mantelfelsen für den Hauptartikel zu diesem Thema.An manchen Orten auf der Erde kann der Mantel Erdoberfläche studiert werden, denn Umhangstücke Tektonik oder Vulkanismus sind an die Oberfläche gekommen. Es gibt drei Situationen, in denen Mantelmaterial an die Oberfläche kommt:
- Im sogenannten Ophiolithe, das sind teile Ozeanische Kruste das zusammen Triebwerke auf kontinentale Kruste gekommen sind. Viele Bergketten enthalten Ophiolithe, kommen aber auch in anderen Situationen vor. Am Boden des Ophioliths befinden sich Mantelgesteine, die unter dem Ozean hervorkommen. Die meisten Arten von Ophiolithen sind jedoch ursprünglich ozeanische Kruste von oben Subduktionszonen, wo aufgrund der großen Flüssigkeitsmenge, die sich durch den Mantel nach oben bewegt, kein Standard-Mantelmaterial gefunden werden kann. Sie sind daher nicht repräsentativ für den durchschnittlichen Mantel.
- Im tektonische Linsen in den Bergen (die sogenannten AlpinotypPeridotit). Der Nachteil dieser Mantelgesteine besteht darin, dass sie verschiedene Stadien durchlaufen Metamorphose und Metasomatismus durchlaufen haben und daher nicht mehr ihre ursprüngliche Zusammensetzung haben.
- wenn Xenolithe, durch Magma angehobene Mantelstücke und nach Erstarrung des Magmas in a vulkanisch oder tiefer Felsen bin angekommen. Mantelxenolithe kommen in vielen vulkanischen Situationen vor, aber um etwas über die Zusammensetzung des Mantels sagen zu können, müssen sie schnell von ihrer ursprünglichen Position an die Oberfläche bewegt worden sein. Daher bestehen insbesondere Mantlexenolithe aus Mittelozeanische Rücken und aus Kimberlite interessant. Kimberlite sind vulkanische rohre von dem Archäisch, am besten bekannt als Website für Diamanten.
Mantelgesteine bestehen normalerweise aus den drei Mineralien Olivin, Orthopyroxen und Klinopyroxen. Normalerweise sind mehr Phasen vorhanden, wie z Granate, Spinell oder Plagioklas und verschiedene Oxide und Erze. Wenn ein Mantelgestein einen angemessenen Anteil an Olivin enthält, wird es als Peridotit bezeichnet. Es wird angenommen, dass dies normalerweise im Mantel ist lherzolith ist. Das teilweise Aufschmelzen erfolgt durch Druckabsenkung im aufsteigenden heißen Mantelmaterial. Die Schmelze ist Basalt der Zusammensetzung und der verbleibende Peridotit ist erschöpft (erschöpft) bei Klinopyroxen spricht man von a Harzburgit. Der obere Mantel unterhalb der mittelozeanischen Rücken enthält viel Harzburgit.
Strom im Mantel
Konvektionsstrom
sehen Mantelkonvektion für den Hauptartikel zu diesem Thema.Mantelkonvektion ist das Konvektionsstrom im Mantel. Dieser Fluss wurde zuerst vom Geologen vermutethypothe Arthur Holmes als Erklärung für die Bewegung der Kontinente in den 40er Jahren, erst Mitte der 60er Jahre konnte auch die Mantelkonvektion seismisch abgebildet werden.
Die Verhinderung der Mantelkonvektion ist ein wichtiger Teil der Theorie der Plattentektonik. Die Strömungen sind nicht nur die treibende Kraft für kontinentale Bewegungen, sondern sinken auch in den Mantel von man tektonischen Platten (Subduktion) auch zur Aufrechterhaltung der Konvektion. Das relativ hohe spezifische Gewicht der relativ kühlen Lithosphärenstücke, die in den Mantel einsinken, hält die Konvektionsströmung aufrecht. Es ist mittlerweile nahezu unbestritten, dass die subduzierende Lithosphäre bis an die Grenze zwischen Mantel und Kern absinken kann. Ob dies tatsächlich geschieht oder die Abwärtsströmung manchmal an der Mantelübergangszone stoppt, ist noch nicht klar.
Nach der Theorie ist der Konvektionsstrom nach oben gerichtet unter abweichende Plattengrenzen, wo sich die Lithosphäre auseinander bewegt und durch teilweises Aufschmelzen des aufsteigenden Mantelmaterials Ozeanische Kruste gebildet.
Mantelfedern
sehen Mantelfeder für den Hauptartikel zu diesem Thema.Vulkanismus tritt an einigen Stellen der Erdoberfläche ohne Plattengrenze auf. Beispiele sind Inselketten wenn Hawaii oder der Berg Kamerun in Afrika. Diese Orte werden Hotspots erwähnt und oft mit sogenannten Mantelplumes, heißen Aufwärtsströmungen im Mantel, erklärt. Mantelplumes sind eine Form von Diapirismus, wobei sich das heiße Material aus den unteren Bereichen des Mantels durch kälteres Material nach oben bewegt.
Um die Tiefe der Mantelplumes zu bestimmen, Lava an Oberflächen-Hotspots untersucht. Unter anderem wegen des Verhältnisses von Helium-Isotope Diese Laven stammen vermutlich von der Kern-Mantel-Grenze.
Siehe auch
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