Fascinerende feiten over de aardmantel

De aardmantel  is de dikke laag heet, vast gesteente die tussen de aardkorst en de kern van gesmolten ijzer ligt. Het vormt het grootste deel van de aarde en is goed voor tweederde van de totale massa van de planeet. De mantel begint op een diepte van ongeveer 30 km en is ongeveer 2.900 km dik.

Interessante feiten over geologie

• Minerale coatings
• Activiteiten in de geologie
• Het verkennen van het aardoppervlak met aardbevingsgolven
• Bemonstering van laboratoriumcoatings
• Lagen van de mantel en interne grenzen

Minerale coatings

De Aarde heeft dezelfde elementenformule als de Zon en andere planeten (met uitzondering van waterstof en helium, die aan de zwaartekracht van de Aarde zijn ontsnapt). Als we het ijzer in de kern aftrekken, kunnen we berekenen dat de mantel een mengsel is van magnesium, silicium, ijzer en zuurstof, ongeveer dezelfde samenstelling als granaat.

Maar welk mineraalmengsel zich precies op een bepaalde diepte bevindt, is een complexe vraag die nog niet definitief is beantwoord. Het is nuttig dat we monsters hebben van de aardmantel, gesteenten die zijn vrijgekomen bij vulkaanuitbarstingen, van diepten van 300 km of meer. Deze monsters tonen aan dat het bovenste deel van de mantel bestaat uit peridotiet- en eclogietgesteenten. Maar het meest interessante dat we uit de coating krijgen, zijn diamanten.

Activiteiten in de geologie

De bovenkant van de mantel wordt langzaam bewogen door de beweging van platen die daarboven plaatsvinden. Dit komt door twee soorten operaties. Ten eerste is er de neerwaartse beweging van de subducerende platen die onder elkaar schuiven. Ten tweede is er de opwaartse beweging van mantelgesteente die optreedt wanneer twee tektonische platen van elkaar loskomen en uit elkaar gaan. Al deze activiteit zorgt er echter niet voor dat de bovenmantel goed gemengd wordt. Geochemici beschouwen de bovenmantel daarom als een rotsachtige versie van marmerkoek.

Vulkanische patronen over de hele wereld weerspiegelen de activiteit van platentektoniek, met uitzondering van een paar gebieden op aarde die bekend staan ​​als hotspots. De hotspot kan een aanwijzing zijn voor het stijgen en dalen van materiaal veel dieper in de aardmantel, mogelijk vanaf de bodem. Of misschien ook niet.

Het verkennen van het aardoppervlak met aardbevingsgolven

De krachtigste techniek die momenteel beschikbaar is voor het onderzoeken van de aardmantel, is het monitoren van seismische golven van aardbevingen over de hele wereld. Er zijn twee verschillende soorten seismische golven: P-golven (vergelijkbaar met geluidsgolven) en S-golven (vergelijkbaar met de golven in een trillende snaar). Deze golven reageren op de fysieke eigenschappen van het gesteente waar ze doorheen gaan. Deze golven weerkaatsen op bepaalde oppervlakken en buigen wanneer ze op andere oppervlakken terechtkomen. Dit effect wordt gebruikt om het binnenste van de aarde in kaart te brengen.

Bemonstering van laboratoriumcoatings

Mineralen en gesteenten veranderen onder hoge druk. Het in de aardmantel voorkomende mineraal olivijn verandert bijvoorbeeld op een diepte van ongeveer 410 km in verschillende kristalvormen en op een diepte van 660 km opnieuw.

Wetenschappers bestuderen het gedrag van mineralen onder omstandigheden in de aardmantel met behulp van twee methoden: computermodellen gebaseerd op geofysische vergelijkingen en laboratoriumexperimenten. Moderne mantelonderzoeken worden daarom uitgevoerd door seismologen, computerprogrammeurs en laboratoriumonderzoekers die nu de omstandigheden op iedere plek in de mantel kunnen nabootsen met behulp van hogedruklaboratoriumapparatuur, zoals diamanten aambeeldcellen.

Lagen van de mantel en interne grenzen

Een eeuw van onderzoek heeft ons geholpen om een ​​aantal hiaten in de aardmantel op te vullen. Deze coating bestaat uit drie hoofdlagen. De bovenmantel strekt zich uit van de basis van de korst (Moho) tot een diepte van 660 km. De overgangszone ligt tussen de 410 en 660 km diepte. Op deze diepte vinden er grote fysische veranderingen in de mineralen plaats.

De onderste mantel reikt van 660 km tot ongeveer 2.700 km diepte. Op dat moment werden de seismische golven zo sterk beïnvloed dat de meeste onderzoekers ervan overtuigd zijn dat de rotsen eronder een andere chemische samenstelling hadden, en niet alleen een kristallografische samenstelling. Deze controversiële laag aan de onderkant van de mantel, ongeveer 200 km dik, heeft de vreemde naam "D-dubbelpriemgetal".