Мантия Земли

оболочка «твёрдой» Земли, расположенная между земной корой (См. Земная кора) и ядром Земли (См. Ядро Земли). Занимает 83 % Земли (без атмосферы) по объёму и 67 % по массе. От земной коры её отделяет Мохоровичича поверхность, на которой скорость продольных сейсмических волн (См. Сейсмические волны) при переходе из коры в М. З. возрастает скачком с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/сек; от ядра Земли мантию отделяет поверхность (на глубине около 2900 км), на которой скорость сейсмических волн падает с 13,6 до 8,1 км/сек. М. З. делится на нижнюю и верхнюю мантию (См. Верхняя мантия). Последняя, в свою очередь, делится (сверху вниз) на субстрат, слой Гутенберга (слой пониженных скоростей сейсмических волн) и слой Голицына (иногда называется средней мантией). У подошвы М. З. выделяется слой толщиной менее 100 км, в котором скорости сейсмических волн не растут с глубиной или даже слегка понижаются.

Предполагается, что М. З. слагается теми химическими элементами, которые во время образования Земли находились в твёрдом состоянии или входили в состав твёрдых химических соединений. Из этих элементов преобладают: О, Si, Mg, Fe. Согласно современным представлениям, состав М. З. считается близким к составу каменных метеоритов. Из каменных метеоритов наиболее близкий к М. З. состав имеют хондриты. Предполагают, что непосредственными образцами вещества мантии являются обломки пород среди базальтовой лавы, вынесенные на поверхность Земли; их находят также вместе с алмазами в трубках взрыва (см. Диатремы). Считают также, что обломки пород, поднятые драгой со дна рифтов Срединно-океанических хребтов (См. Срединно-океанические хребты), представляют собой вещество мантии.

Образцы самой верхней части М. З. состоят преимущественно из пород ультраосновного (перидотит и пироксенит) и основного (эклогит) состава. Обычно считается, что М. З. почти полностью сложена оливином [(Mg, Fe)₂SiO₄], в котором сильно преобладает магниевая компонента (форстерит), но с глубиной, быть может, возрастает доля железной составной части (фаялита). Австралийский петрограф Рингвуд предполагает, что М. З. сложена гипотетической породой, которую он назвал пиролитом и которая по составу соответствует смеси из 3 частей периодита и 1 части базальта. Теоретические расчёты показывают, что в нижней М. З. минералы должны распадаться на окислы. К началу 70-х годов 20 века появились также данные, указывающие на наличие в М. З. горизонтальных неоднородностей.

Характерной чертой М. З. являются, по-видимому, фазовые переходы. Экспериментально установлено, что в оливине под большим давлением изменяется структура кристаллической решётки, появляется более плотная упаковка атомов, так что объём минерала заметно уменьшается. В кварце такой фазовый переход наблюдается дважды по мере роста давления; самая плотная модификация на 65 °C плотнее обычного кварца. Такие фазовые переходы считаются главной причиной того, что в слое Голицына скорости сейсмических волн очень быстро возрастают с глубиной.

Несомненно, что земная кора выделилась из М. З.; процесс дифференциации М. З. продолжается и сейчас. Есть предположение, что и земное ядро разрастается за счёт М. З. Процессы в земной коре и М. З. тесно связаны; в частности, энергия для тектонических движений земной коры, по-видимому, поступает из М. З.

Лит.: Магницкий В. А., Внутреннее строение и физика Земли, М., 1965; Проблемы строения земной коры и верхней мантии. Сборник статей, М., 1970.

Е. Н. Люстих.

МАНТИЯ ЗЕМЛИ - оболочка "твердой" Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. Составляет 83% объема Земли (без атмосферы) и 67% ее массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5-10 до 70 км по Мохоровичича поверхности, нижняя - на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином и делится на верхнюю мантию толщиной ок. 900 км и нижнюю - ок. 2000 км; благодаря высокому давлению - от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии (за исключением астеносферы, где оно, возможно, аморфно). Температура в мантии, по-видимому, не превышает 2000-2500 .С. С процессами в мантии Земли связаны тектонические движения, магматизм, вулканизм и др.

earth mantle

ма́нтия Земли́

оболочка «твёрдой» Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. Составляет 83% объёма Земли (без атмосферы) и 67% её массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5—10 до 70 км по Мохоровичича поверхности, нижняя — на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином и делится на верхнюю мантию толщиной около 900 км и нижнюю — около 2000 км; благодаря высокому давлению — от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии (за исключением астеносферы, где оно, возможно, аморфно). Температура в мантии, по–видимому, не превышает 2000—2500ºC. С процессами в мантии Земли связаны тектонического движения, магматизм, вулканизм и др.

* * *

МА́НТИЯ ЗЕМЛИ́, оболочка «твердой» Земли, расположенная между земной корой(см. ЗЕМНАЯ КОРА) и ядром Земли(см. ЯДРО ЗЕМЛИ). Составляет 83% объема Земли (без атмосферы) и 67% ее массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5—10 до 70 км по Мохоровичича поверхности(см. МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ), нижняя — на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином(см. ОЛИВИН) и делится на верхнюю мантию(см. ВЕРХНЯЯ МАНТИЯ) толщиной ок. 900 км и нижнюю — ок. 2000 км; благодаря высокому давлению — от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии (за исключением астеносферы(см. АСТЕНОСФЕРА), где оно, возможно, аморфно). Температура в мантии, по-видимому, не превышает 2000—2500 °С. С процессами в мантии Земли связаны тектонические движения, магматизм(см. МАГМАТИЗМ), вулканизм(см. ВУЛКАНИЗМ) и др.

одна из геосфер, оболочка «твердой» Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. При этом выделяют верхнюю мантию (до глубины 900 км) и нижнюю, граничащую на глубине около 2900 км с ядром Земли.

— включает весь вещественный комплекс, залегающий между границей Мохоровичича (30— 35 км) — подошвой земной коры и границей Вихерта — Гутенберга (2900 км) — наружной границей ядра. Некоторые включают в понятие М. 3. и земную кору. Понятие введено Вихертом в 1896 г. на основании распределения плотности в Земле. До 50-х гг. в отечественной лит. употреблялись синонимы М. 3.— “каменная оболочка” и “оболочка Земли”. Основные объективные сведения о составе М. 3. дают продукты вулк. деятельности и каменные метеориты, а о структуре — данные сейсмологии. Скорости продольных волн (V_p) в М. 3. возрастают в среднем от 8,0 км/сек (7,8—8,5) до ~13,6 км/сек на внешней границе ядра; скорости поперечных волн (to) — соответственно от 4,4 до 7,3 км/сек. Существуют мнения как о непрерывном изменении скоростей в М. 3. (Гутенберг, Саваренский), так и о существовании в ней резких границ раздела скоростей (границ первого рода). Вертикальное распределение плотности (ρ) М. 3. по расчетам (в предположении непрерывности изменения и горизонтальной однородности слоев) изменяется от ·3,3—3,5 г/см³ под земной корой до 5,6— 5,9 г/см³ на внешней границе ядра. Вычисленные значения силы тяжести (g) для М. 3. позволяют считать их практически неизменными — g ≈ const. и 1000 см/сек². Распределение давления (р) в М. 3. определяется интегрированием уравнения (где r — радиус Земли) на основе принятого распределения плотностей. Под земной корой оно около 1,3—1,4 млн. атм, причем под океанами давление значительно меньше, чем под континентальной корой. О распределениях электропроводности (σ) М. 3. достоверно известно лишь быстрое ее возрастание на глубинах n·10² км от 10^-15—10^-13 CGSM в верхней М. 3. до 10^-8— 10¹⁰ CGSM в нижней. Характер ее изменения неизвестен. Распределения температур в М. 3. наиболее неопределенны. Результаты зависят от многих теоретических допущений и неизвестных величин. Разными авторами температура у подошвы М. оценивается цифрами 1500—10 000°С; в предположении среднего постоянного температурного градиента 0,6 град/км — 3000°С. По-видимому, температура поверхности М. 3. близка к интервалу температур плавления. В настоящее время наиболее распространено разделение М. 3. на 3 области (Булден, 1956): область В — верхняя М. 3. (от 35 до 500 км); область С — средняя М. З., иногда—“промежуточный”, или “переходный”, слой (300—950 км); область Д = Д^I + Д^II — нижняя М. З. (950—2900 км). Иногда понятием “верхняя мантия” объединяются области В + С и средняя мантия не выделяется (Магницкий, Белоусов, Деменицкая и др.). Г.Я. Мартынова

МАНТИЯ ЗЕМЛИ — название земной оболочки, расположенной между земной корой и ядром Земли; делится на верхнюю М. З. (до глубины 900 км) и нижнюю М. З. (до глубины 2900 км). По наиболее распространённым представлениям наружная оболочка Земли, включающая в себя земную кору и часть верхней мантии, образует литосферу, состоящую из кремнекислородных соединений; нижняя же мантия (халькосфера) обогащена сульфидами металлов.