География для топографических кретинов

Ученые давно лелеют мысль о сквозном бурении земной коры до мантии, но до сих пор мечта остается только мечтой и ничем более. Дело-то не просто сложное, а архисложное. Во-первых, пробурить столь глубокую скважину это вам не колодец на даче вырыть. А, во-вторых, бурение придется проводить на океанском дне, потому что там земная кора наиболее тонкая, а такая толща воды затрудняет работу, создает определенные проблемы. Но если уж человек что-то задумал, то он это обязательно сделает. Можно рассчитывать, что к 2030 году ученые сумеют добраться до мантии Земли. То-то радости будет!

Сейчас некоторые читатели иронически усмехнулись и подумали: «Что им там, в этой мантии? Медом намазано и сахаром посыпано? Или же просто темы для диссертаций закончились и нужно новые источники искать?».

Да, именно что медом и сахаром, ведь в мантии содержится множество различных горных пород, в том числе и такие, которых нет в верхнем слое земной коры. А еще контакт с мантией позволит лучше изучать процессы, которые в ней протекают. Эти процессы имеют самое непосредственное отношение к нам, живущим на поверхности планеты, поскольку они оказывают влияние на земную кору. Узнав больше о глубинных процессах, мы сможем лучше прогнозировать землетрясения и извержения вулканов, а, возможно, даже сумеем каким-то образом влиять на них, снижать вред, который они наносят. Короче говоря, у любого научного эксперимента или исследования, тем более – у такого дорогостоящего, как бурение до самой мантии Земли, всегда есть практическое обоснование: «мы делаем это, чтобы получить то-то и то-то». Просто так, чистого любопытства ради, можно разве что мыльные пузыри пускать.

В верхней мантии, около границы с земной корой, есть слой, в котором вещество находится в вязком, пластичном состоянии. Называется он астеносферой. Слово это переводится с греческого языка как «податливая сфера». Астеносфера расположена вблизи земной коры, но не граничит с ней! От коры астеносферу отделяет твердый слой мантии.

Литосфера и астеносфера

Этот самый верхний твердый слой мантии, расположенный над астеносферой, вместе с земной корой составляют литосферу – твердую оболочку нашей планеты. Сверху литосфера ограничена атмосферой, а снизу – астеносферой.

Литосфера представляет собой не единое целое, а совокупность отдельных плит огромного размера, которые называются литосферными плитами.

Карта литосферных плит

Существует 13 крупнейших литосферных плит, которые покрывают более 90 % поверхности нашей планеты и несколько десятков мелких. Плиты не спаяны между собой, а соединены своими неровными краями. Условно это соединение плит можно сравнить с зубчатым соединением столярных деталей.

Благодаря отсутствию жесткого соединения, литосферные плиты находятся в постянном и медленном движении. Движение плит происходит под воздействием конвекции мантийного вещества, то есть под воздействием потоков, вызванных разностью температур внутренних и наружных слоев мантии. Породы нагретые вблизи от ядра, где температура мантии максимально высока, расширяются, плотность их уменьшается и благодаря этому они всплывают вверх, а на их место опускаются более холодные и, следовательно, более тяжелые породы из верхних слоев мантии.

Напрашивается вопрос – откуда берется тепло в недрах Земли?

Тепло выделяется при распаде радиоактивных элементов, при различных химических реакциях, а также при перераспределении вещества в недрах, которое сопровождается трением (а при трении выделяется тепло).

Под мантией находится ядро, соответствующее жидкому желтку яйца, сваренного всмятку. Но на самом деле не все ядро Земли жидкое. Жидкой является только внешняя его часть, а внутренняя часть – твердая.[3] Радиус ядра составляет приблизительно 3500 километров из которых 1300 приходится на внутреннее ядро, а 2200 – на жидкое. В жидкой части ядра находится основной источник магнитного поля нашей планеты, благодаря которому мы можем определять стороны света при помощи компаса.[4]

Ученые предполагают, что температура на поверхности твердой части ядра может доходить до 6000 °C. Если вас удивило, что при таких температурах какое-то вещество или смесь веществ может пребывать в твердом состоянии, то вспомните, что для состояния вещества имеет значение не только температура, но и давление. Чем больше давление, тем компактнее располагаются молекулы вещества, а давление в области ядра превышает 3 500 000 атмосфер, то есть оно в 3 500 000 раз больше того давления, которое испытываем мы и все, что нас окружает.

Строение Земли

Косвенные данные позволяют предположить, что земное ядро состоит из железоникелевого сплава с примесью ряда других веществ. На такой состав указывает вероятная плотность ядра, которую определяют по результатам сейсмических и гравитационных исследований. Не так давно по миру прокатилась пугающая весть о том, что ядро нашей планеты состоит из радиоактивного урана.