맨틀과 지구의 핵의 화학적 조성. "지구의 지각", "암석권", "지각권" 개념의 상관관계 맨틀과 지구의 핵심 구성

맨틀에는 지구 물질의 대부분이 포함되어 있습니다. 맨틀은 다른 행성에서도 발견됩니다. 지구의 맨틀은 30에서 2,900km의 범위에 있습니다.

한계 내에서 지진 데이터에 따르면 다음이 구별됩니다. 상부 맨틀 층 에최대 400km 깊이 및 에서최대 800-1000km(일부 연구원 레이어 에서중간 맨틀이라고 함); 하부 맨틀 층 D ~ 전에전환 레이어가 있는 깊이 2700 D1 2700에서 2900km.

지각과 맨틀 사이의 경계는 Mohorovichic 경계, 줄여서 Moho입니다. 지진 속도가 7에서 8-8.2km / s로 급격히 증가했습니다. 이 경계는 깊이 7(해양 아래)에서 70km(접힌 벨트 아래)에 있습니다. 지구의 맨틀은 상부 맨틀과 하부 맨틀로 나뉩니다. 이 지리권 사이의 경계는 약 670km의 깊이에 위치한 Golitsyn 층입니다.

다양한 연구자에 따르면 지구의 구조

지구의 지각과 맨틀 구성의 차이는 그 기원의 결과입니다. 초기에 균질한 지구는 부분적인 용융의 결과로 가용성 및 가벼운 부분인 지각과 조밀하고 내화성인 맨틀로 나뉘었습니다.

맨틀에 대한 정보 출처

지구의 맨틀은 직접 조사할 수 없습니다. 지표면에 도달하지 않고 깊은 드릴링으로 도달하지 않았습니다. 따라서 맨틀에 대한 대부분의 정보는 지구화학적 방법과 지구물리학적 방법으로 얻어졌다. 지질 구조에 대한 데이터는 매우 제한적입니다.

맨틀은 다음 데이터에 따라 연구됩니다.

지구 물리학 데이터. 먼저, 지진파 속도, 전기 전도도 및 중력에 대한 데이터입니다.
맨틀 용해 - 현무암, 코마타이트, 킴벌라이트, 램프로이트, 탄산염 및 기타 화성암은 맨틀이 부분적으로 용해되어 형성됩니다. 용융물의 구성은 용융된 암석의 구성, 용융의 내부성 및 용융 과정의 물리화학적 매개변수의 결과입니다. 일반적으로 용융물에서 소스를 재구성하는 것은 어려운 작업입니다.
킴벌라이트, 알칼리성 현무암 등 맨틀 용융에 의해 표면으로 가져온 맨틀 암석 조각. 이들은 제노리스, 제노크리스트 및 다이아몬드입니다. 다이아몬드는 맨틀에 대한 정보 출처 중 특별한 위치를 차지합니다. 가장 깊은 광물이 발견되는 것은 다이아몬드에 있으며, 이는 맨틀 하부에서 나올 수도 있습니다. 이 경우, 이 다이아몬드는 직접 연구할 수 있는 지구의 가장 깊은 조각을 나타냅니다.
지각을 구성하는 맨틀 암석. 이러한 복합체는 맨틀과 가장 일치하지만 맨틀과도 다릅니다. 가장 중요한 차이점은 지각이 지각의 구성에 있다는 바로 그 사실에 있습니다. 이는 지각이 아주 평범한 과정이 아니라 아마도 전형적인 맨틀을 반영하지 않는 결과로 형성되었음을 의미합니다. 다음과 같은 지리학적 설정에서 발생합니다.

알파인형 하이퍼베이사이트는 산악 건설의 결과로 지각에 묻힌 맨틀의 일부입니다. 이름이 유래한 알프스에서 가장 흔합니다.
Ophiolitic hyperbasites - ophiolite 복합체 구성의 peredotites - 고대 해양 지각의 일부.
Abyssal peridotites는 바다 또는 균열의 바닥에 있는 맨틀 암석의 투영입니다.

이들 단지는 서로 다른 암석 사이의 지질학적 관계를 관찰할 수 있다는 장점이 있습니다.

최근 일본 탐험가들이 해양 지각을 맨틀까지 시추할 계획이라고 발표되었습니다. 이를 위해 Chikyu가 건조되었습니다. 시추 시작은 2007년으로 예정되어 있습니다.

이러한 파편에서 얻은 정보의 주요 단점은 서로 다른 유형의 암석 간에 지질학적 관계를 설정할 수 없다는 것입니다. 퍼즐 조각들입니다. 고전이 말했듯이 "외석에서 맨틀의 구성을 결정하는 것은 강에서 가져온 자갈에서 산의 지질 구조를 결정하려는 시도를 연상시킵니다."

맨틀의 구성

맨틀은 주로 초염기성 암석으로 구성되어 있습니다. 감람석, (lherzolites, harzburgites, wehrlites, pyroxenites), dunites 및 기본 암석 - eclogites.

또한 맨틀 암석 중에서 지각에서 발견되지 않는 희귀 변종 암석이 확인되었습니다. 이들은 다양한 금운암 감람석, 그로스피다이트 및 탄산염입니다.

질량 퍼센트로 나타낸 지구 맨틀의 주요 원소 함량

요소	집중	산화물	집중
	44.8
	21.5	SiO2	46
	22.8	MgO	37.8
	5.8	Fe2O	7.5
	2.2	Al2O3	4.2
	2.3	CaO	3.2
	0.3	Na2O	0.4
	0.03	K2O	0.04
합집합	99.7	합집합	99.1

맨틀의 구조

맨틀에서 일어나는 과정은 지각과 지구 표면에 가장 직접적인 영향을 미치며 대륙의 이동, 화산 활동, 지진, 산악 건물 및 광상 형성의 원인입니다. 맨틀 자체가 행성의 금속 코어에 의해 적극적으로 영향을 받는다는 증거가 늘어나고 있습니다.

대류와 깃털

서지

Pushcharovsky D.Yu., Pushcharovsky Yu.M.지구 맨틀의 구성과 구조 // Soros Educational Journal, 1998, No 11, p. 111-119.
코브툰 A.A.지구의 전기 전도도 // Soros Educational Journal, 1997, No 10, p. 111–117

원천: Koronovsky N.V., Yakushova A.F. "지질학의 기초", M., 1991

연결

지각 및 상부 맨틀의 이미지 // 국제 지질 상관 프로그램(IGCP), 프로젝트 474

대기
생물권

우리가 살고있는 행성은 자연 위성 인 달과 함께 태양에서 세 번째입니다.

우리 행성은 계층 구조가 특징입니다. 그것은 단단한 규산염 껍질로 구성되어 있습니다 - 지각, 맨틀 및 금속 코어, 내부는 고체, 외부는 액체입니다.

경계 구역(Moho 표면)은 맨틀에서 지각을 분리합니다. 그것은 발칸 지진을 연구하면서이 구별의 존재를 확립 한 유고 슬라비아 지진 학자 A. Mohorovichich를 기리기 위해 그 이름을 얻었습니다. 이 영역을 지구 지각의 하부 경계라고 합니다.

다음 층은 지구의 맨틀입니다.

그를 알아보자. 지구의 맨틀은 지각 아래에 위치하고 거의 핵에 도달하는 파편입니다. 즉, 지구의 "심장"을 덮고 있는 베일입니다. 이것은 지구의 주요 구성 요소입니다.

그것은 철, 칼슘, 마그네슘 등의 규산염을 포함하는 구조의 암석으로 구성됩니다. 일반적으로 과학자들은 내부 내용물이 석재 운석 (콘드라이트)과 구성이 유사하다고 생각합니다. 더 큰 범위에서 지구의 맨틀에는 철, 산소, 마그네슘, 규소, 칼슘, 산화물, 칼륨, 나트륨 등 고체 형태 또는 고체 화합물의 화학 원소가 포함됩니다.

인간의 눈으로 본 적은 없지만 과학자들에 따르면 대부분지구의 부피, 약 83%, 질량 - 지구의 거의 70%.

또한 지구의 핵으로 갈수록 압력이 증가하고 온도가 최대에 도달한다는 가정이 있습니다.

결과적으로 지구의 맨틀 온도는 천도 이상으로 측정됩니다. 이러한 상황에서 맨틀의 물질이 녹아서 기체 상태로 변하는 것처럼 보이지만 강한 압력에 의해 이 과정이 중단됩니다.

따라서 지구의 맨틀은 결정질 고체 상태입니다. 더운데도.

지구의 맨틀 구조는 무엇입니까?

지구권은 3개의 층으로 특징지을 수 있습니다. 이것은 지구의 상부 맨틀이고 연약권이 그 뒤를 따르고 이 계열은 하부 맨틀에 의해 닫힙니다.

맨틀은 상부 맨틀과 하부 맨틀로 구성되며 첫 번째 맨틀의 너비는 800~900km이고 두 번째 맨틀의 너비는 2,000km입니다. 지구의 맨틀(두 층 모두)의 총 두께는 약 3,000km입니다.

외부 조각은 지각 아래에 위치하며 암석권으로 들어갑니다.

과학자들의 가설에 따르면 상부 맨틀은 강한 암석으로 이루어져 있으므로 단단합니다. 그러나 지각 표면에서 50 ~ 250km 떨어진 부분에는 불완전하게 녹은 층이 있습니다 - 약권. 맨틀의 이 부분에 있는 물질은 비정질 또는 반용융 상태와 유사합니다.

이 층은 위의 단단한 층이 이동하는 부드러운 플라스틱 구조를 가지고 있습니다. 이 기능과 관련하여 맨틀의 이 부분은 연간 수십 밀리미터로 매우 천천히 흐를 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이것은 지각 운동의 배경에 대해 매우 가시적인 과정입니다.

맨틀 내부에서 일어나는 과정은 지구의 지각에 직접적인 영향과 영향을 미치며 그 결과 대륙의 이동, 산악 건설이 일어나고 인류는 그러한 문제에 직면하게됩니다. 자연 현상화산 활동, 지진과 같은.

암석권

뜨거운 연약권에 위치한 맨틀의 꼭대기는 지구의 지각과 함께 암석권이라는 강한 몸체를 형성합니다. 번역 그리스 어- 결석. 고체는 아니지만 암석권 판으로 구성되어 있습니다.

그들의 수는 13개지만 일정하지는 않습니다. 그들은 매우 천천히 움직입니다. 일년에 최대 6센티미터입니다.

지각에 홈이 형성되는 결함이 수반되는 결합 된 다방향 움직임을 구조적이라고합니다.

이 과정은 맨틀 구성 요소의 지속적인 이동에 의해 활성화됩니다.

따라서 위에서 언급 한 떨림이 발생하고 화산, 깊은 수심, 능선이 있습니다.

마그마티즘

이 작업은 어려운 과정이라고 할 수 있습니다. 그것의 발사는 연약권의 다른 층에 위치한 별도의 챔버가 있는 마그마의 움직임으로 인해 발생합니다.

이 과정으로 인해 지구 표면에서 마그마의 분출을 관찰할 수 있습니다. 이들은 잘 알려진 화산입니다.

질문 #5

맨틀과 지구의 핵심. 구조, 힘, 신체 조건 및 구성. "지구의 지각", "암석권", "지각권" 개념의 상관관계.

맨틀:

지각 아래에는 다음 층이 있습니다. 맨틀.그것은 행성의 핵심을 둘러싸고 있으며 두께는 거의 3,000km입니다. 지구의 맨틀 구조는 매우 복잡하기 때문에 자세한 연구가 필요합니다.

이 껍데기(지리권)의 이름은 망토 또는 베일을 뜻하는 그리스어에서 유래했습니다. 실제로, 맨틀베일이 핵심을 감싸듯. 지구 질량의 약 2/3, 부피의 약 83%를 차지합니다.

쉘 온도는 섭씨 2500도를 초과하지 않습니다. 구성 맨틀고체 결정질 물질(철과 마그네슘이 풍부한 중미네랄). 유일한 예외는 약권,반 용융 상태에 있는 것입니다.

지구의 맨틀 구조:

지리권은 다음 부분으로 구성됩니다.

상부 맨틀, 두께 800-900km;

· 약권;

하부 맨틀의 두께는 약 2000km입니다.

상부 맨틀:

지각 아래에 있고 암석권으로 들어가는 껍질의 일부. 차례로, 그것은 연약권과 Golitsyn 층으로 나뉘며, 이는 지진파 속도의 강렬한 증가가 특징입니다. 맨틀의 이 단단한 성분은 지각과 함께 일종의 단단한 껍질을 형성합니다. 암석권이라고 불리는 .

지구 맨틀의 이 부분은 판 구조 운동, 변성 작용 및 마그마 작용과 같은 과정에 영향을 미칩니다. 그 구조가 어떤 구조적 물체 아래에 있는지에 따라 다르다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

약권:

껍질의 중간 층의 이름은 그리스어에서 "약한 공"으로 번역됩니다. 맨틀의 상부에 기인하며 때로는 별도의 층으로 분리되는 지구권은 경도, 강도 및 점도가 감소한 것이 특징입니다.

연약권의 상부 경계는 항상 지각의 극단선 아래에 있습니다. 대륙 아래 - 깊이 100km, 해저 아래 - 50km.

하단 라인은 250-300km의 깊이에 있습니다.

약권 지구상의 마그마의 주요 원천이며, 무정형 및 소성 물질의 움직임은 지각의 수평 및 수직면, 마그마 및 변성 작용의 지각 운동의 원인으로 간주됩니다.

하부 맨틀:

과학자들은 맨틀의 하부에 대해 거의 알지 못합니다. 코어와의 경계에는 연약권과 유사한 특수 레이어 D가 있다고 믿어집니다. 그것은 고온(적열핵의 근접성으로 인해)과 물질의 불균일성을 특징으로 합니다. 질량의 구성에는 철과 니켈이 포함됩니다.

맨틀의 가장 낮은 층 아래 약 2900km 깊이에는 지진파가 전파 특성을 극적으로 변화시키는 또 다른 경계 영역이 있습니다. 횡방향 지진파는 여기에서 전혀 전파되지 않으며, 이는 경계층을 형성하는 물질의 질적 구성의 변화를 나타냅니다.

여기 맨틀과 지구의 핵 사이의 경계가 있습니다.

맨틀의 구성:

지리권이 생성되고 있습니다. 감람석과 초염기성 암석(감람석, 페로브스카이트, 모래언덕)뿐만 아니라 기본 암석(에클로자이트)도 존재합니다. 껍질에는 지각에서 발견되지 않는 희귀 품종(그로스피다이트, 금광석 감람석, 탄산염)이 포함되어 있다는 것이 확인되었습니다.

에 대해 이야기한다면 화학적 구성 요소 , 맨틀에는 산소, 마그네슘, 규소, 철, 알루미늄, 칼슘, 나트륨 및 칼륨과 그 산화물과 같은 다양한 농도가 포함되어 있습니다.

힘:

지구의 맨틀 두께는 2800km입니다.

핵:

우리 행성의 핵의 존재는 1936년에 발견되었으며, 지금까지 그 구성과 구조에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

깊이 - 2900km. 구의 평균 반경은 3500km입니다.

지구의 단단한 코어 표면의 온도는 아마도 5960 ± 500 °C에 도달하고 코어의 중심 밀도는 약 12.5 t / m³, 압력은 최대 370 만 기압입니다. 코어의 질량은 1.932 1024kg입니다.

핵의 중심부를 구성하는 물질은 엄청난 온도에서도 액체 상태가 되지 않고 결정화될 가능성이 큽니다. 지구의 코어의 대부분은 철 또는 철 - 니켈 합금으로 대표되며 코어의 총 질량에서 1/3에 도달 할 수 있다고 믿어집니다.

지구의 핵심 구조:

지구의 핵심 구조에 대한 현대적인 아이디어에 따르면 외부 및 내부 구성 요소가 구별됩니다.

외부 핵심

내핵

외부 핵심:

맨틀과 직접 접촉하는 핵의 맨 처음 층은 외부 핵심.그것의 상부 경계는 해수면 아래 23000 킬로미터의 깊이에 위치하고 하부 경계는 2900 킬로미터의 깊이에 있습니다.

외부 핵심액체이며 많은 양의 철을 함유하고 연속적으로 움직입니다.

외부 핵심맨틀을 데우고 일부 지역에서는 상승하는 마그마가 표면에 도달하여 화산 폭발을 일으키기도 합니다.

의 존재 자기장지구 주위에. 전류가 흐르는 도체 주위에 자기장이 형성되고, 코어의 철 함유 액체층이 도체이며 끊임없이 움직이기 때문에 강력한 전기가 흐르는 현상은 충분히 이해할 수 있습니다.

이 전류는 우리 행성의 자기장을 형성합니다.

힘:

지구의 외핵의 힘은 2220km입니다.

5000km가 조금 넘는 깊이에서 액체(외부)와 고체(내부) 코어 사이의 경계가 확장됩니다.

내부 코어:

액체 껍질 내부는 내핵. 이것은 지름이 1220km인 지구의 단단한 코어입니다.

코어의이 부분은 매우 조밀합니다. 물질의 평균 농도는 철 밀도의 두 배인 12.8-13g / cm3에 도달하고 뜨겁습니다. 백열등은 유명한 섭씨 5-6,000도에 이릅니다.

기존 가설에 따르면, 그 안에 있는 물질의 고체상은 엄청난 온도와 압력으로 인해 유지됩니다. 철 외에도 코어에는 실리콘, 황, 산소, 수소 등 더 가벼운 요소가 포함될 수 있습니다.

과학자들 사이에는 본질적으로 금속이 아닌 이러한 물질이 엄청난 압력의 영향으로 금속화될 수 있다는 가설이 있습니다. 금속화된 수소조차도 우리 행성의 단단한 핵에 존재할 가능성이 있습니다.

힘:

지구 내핵의 힘은 1250km입니다.

"지구의 지각", "암석권", "지각권" 개념의 상관관계.

지각	암석권	지각권
우리 행성의 바깥쪽 단단한 껍질.	지각과 초권권 맨틀을 포함하는 지구의 상부 돌 껍질.	암석권과 저점도층인 연약권을 포함하는 지구의 지권.
대륙 지각 최대 80km의 산악 지역에서 35-45km의 두께를 가지고 있습니다. 대륙 지각은 층으로 나뉩니다: 퇴적층; · 화강암 층; · 현무암 층. 해양 지각 두께는 5-10km입니다. 해양 지각은 3개의 층으로 나뉩니다. · 해양 퇴적층; 중간 레이어 또는 "두 번째"; · 가장 낮은 층 또는 "바다". 지각의 과도기 유형도 있습니다.	암석권의 구조에서 이동 영역(접힌 벨트)과 비교적 안정적인 플랫폼이 구별됩니다. 암석권의 상부는 대기와 수권과 접해 있습니다. 암석권의 아래쪽 경계는 연약권 위에 위치합니다. 즉, 지구의 상부 맨틀에서 경도, 강도 및 점도가 감소한 층입니다.	지질학적 의미에서 물질 구성에 따라 지각층은 400km 깊이까지 추적할 수 있지만 물리적, 유변학적 의미에서는 다음과 같이 나뉩니다. 암석권과 연약권, 암석권은 지각 외에 상부 맨틀의 일부를 포함합니다.

그것은 그것을 덮고있는 지각의 구성과 다른 특별한 구성을 가지고 있습니다. 맨틀의 화학적 조성에 대한 데이터는 맨틀 물질의 제거와 함께 강력한 지각 융기의 결과로 지구의 상부 지평선으로 들어간 가장 깊은 화성암에 대한 분석을 기반으로 얻어졌습니다. 이러한 암석에는 산계에서 발생하는 초염기성 암석(dunites, peridotites)이 포함됩니다. 바위모든 지질 학적 데이터에 따르면 대서양 중부의 세인트 폴 섬은 맨틀 물질에 속합니다. 맨틀 물질에는 인도양 능선 지역의 인도양 바닥에서 소비에트 해양 탐험대가 수집한 암석 파편도 포함됩니다. 맨틀의 광물학적 구성과 관련하여 여기에서는 압력 증가로 인해 상부 지평에서 시작하여 맨틀 바닥으로 끝나는 상당한 변화가 예상될 수 있습니다. 상부 맨틀은 주로 규산염(감람석, 휘석, 석류석)으로 구성되어 있으며 상대적으로 압력이 낮고 안정적입니다. 하부 맨틀은 고밀도 광물로 구성되어 있습니다.

맨틀의 가장 일반적인 구성 요소는 규산염 조성의 산화 규소입니다. 그러나 고압에서 실리카는 더 조밀한 다형성 변형(스티쇼바이트)으로 들어갈 수 있습니다. 이 광물은 소련 연구원 Stishov가 얻었고 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 일반 석영의 밀도가 2.533 r/cm 3 인 경우 150,000 bar의 압력에서 석영으로 형성된 스티쇼바이트의 밀도는 4.25 g/cm 3 입니다.

또한, 다른 화합물의 더 조밀한 광물 변형도 하부 맨틀에서 가능합니다. 전술한 내용에 기초하여, 압력이 증가함에 따라 감람석과 휘석의 일반적인 철-마그네시안 규산염은 상부 맨틀에서 안정한 규산염보다 개별적으로 더 높은 밀도를 갖는 산화물로 분해된다고 합리적으로 가정할 수 있습니다.

상부 맨틀은 주로 철-마그네슘 규산염(감람석, 휘석)으로 구성됩니다. 일부 알루미노실리케이트는 여기에서 석류석과 같은 밀도가 더 높은 광물로 변형될 수 있습니다. 대륙과 대양 아래에서 상부 맨틀은 다른 특성을 가지며 아마도 다른 구성을 가질 것입니다. 대륙 지역에서 맨틀은 알루미노실리케이트 지각에서 이 성분의 농도로 인해 더 분화되고 SiO 2 가 더 적다고 가정할 수 있습니다. 바다 아래에서는 맨틀이 덜 분화되어 있습니다. 상부 맨틀에서는 스피넬 구조를 갖는 감람석의 더 조밀한 다형성 변형 등이 발생할 수 있습니다.

맨틀의 전이층은 깊이에 따라 지진파 속도가 지속적으로 증가하는 특징이 있으며, 이는 물질의 더 조밀한 다형성 변형의 출현을 나타냅니다. 여기서 분명히 FeO, MgO, GaO, SiO 2 산화물은 wustite, periclase, 석회 및 stishovite의 형태로 나타납니다. 그 수는 깊이에 따라 증가하는 반면 일반 규산염의 양은 감소하며 1000km 미만에서는 미미한 부분을 차지합니다.

1000-2900km 깊이의 하부 맨틀은 4.08-5.7g/cm 3 범위의 고밀도로 입증되는 바와 같이 산화물-광물과 같은 조밀한 종류의 광물로 거의 완전히 구성되어 있습니다. 증가 된 압력의 영향으로 밀도가 높은 산화물이 압축되어 밀도가 더욱 높아집니다. 철의 함량은 또한 하부 맨틀에서 증가할 것입니다.

지구의 핵심. 구성과 문제 물리적 성질우리 행성의 핵심은 지구 물리학 및 지구 화학에서 가장 흥미롭고 신비한 문제 중 하나입니다. 최근에야 이 문제를 해결하는 데 약간의 깨달음이 있었습니다.

2900km보다 깊은 내부 영역을 차지하는 광대한 지구의 중심핵은 큰 외핵과 작은 내핵으로 구성됩니다. 지진 데이터에 따르면 외핵은 액체의 성질을 가지고 있습니다. 횡방향 지진파를 전달하지 않습니다. 코어와 하부 맨틀 사이의 응집력 부재, 맨틀과 지각의 조석 특성, 우주 공간에서 지구의 자전축 운동 특성, 2900km보다 깊은 지진파 통과 특성 지구의 외핵이 액체라는 것.

일부 저자들은 화학적으로 균질한 지구의 모델을 위한 코어의 구성이 규산염이고 고압의 영향으로 규산염이 "금속화된" 상태로 전달되어 외부 전자가 일반적인 원자 구조를 획득한다고 가정했습니다. 그러나 위에 나열된 지구 물리학 데이터는 지구 코어에 있는 규산염 물질의 "금속화된" 상태의 가정과 모순됩니다. 특히, 코어와 맨틀 사이의 응집력 부재는 Lodochnikov-Ramsay 가설에서 가정된 "금속화된" 고체 코어와 양립할 수 없습니다. 고압에서 규산염을 실험하는 동안 지구의 핵심에 대한 매우 중요한 간접 데이터가 얻어졌습니다. 이 경우 압력은 500만 기압에 도달했습니다. 한편, 지구의 중심에서는 기압이 300만 기압이고, 중심핵 경계에서는 약 100만 기압이다. 따라서 실험적으로 지구 깊숙한 곳에 존재하는 압력을 차단하는 것이 가능했습니다. 이 경우 실리케이트의 경우 점프 및 "금속화" 상태로의 전환 없이 선형 압축만 관찰되었습니다. 또한 고압 및 2900-6370km의 깊이 내에서 규산염은 산화물과 같은 액체 상태가 될 수 없습니다. 그들의 융점은 압력이 증가함에 따라 증가합니다.

당 지난 몇 년매우 높은 압력이 금속의 융점에 미치는 영향에 대해 매우 흥미로운 연구 결과가 얻어졌습니다. 고압(300,000 atm 이상)에서 많은 금속이 상대적으로 낮은 온도에서 액체 상태로 전환된다는 것이 밝혀졌습니다. 일부 계산에 따르면, 고압의 영향으로 2900km 깊이에서 니켈과 실리콘(76% Fe, 10% Ni, 14% Si)이 혼합된 철 합금은 이미 액체 상태여야 합니다. 1000 ° C의 온도. 그러나 지구 물리학 자의 가장 보수적 인 추정에 따르면이 깊이의 온도는 훨씬 높아야합니다.

따라서 지구 물리학 및 고압 물리학의 현대 데이터와 우주에서 가장 풍부한 금속으로서 철의 주도적 역할을 나타내는 우주 화학 데이터에 비추어 지구의 핵은 주로 액체 철로 구성되어 있다고 가정해야합니다. 니켈의 혼합물. 그러나 미국 지구 물리학자 F. Birch의 계산에 따르면 지구 코어의 밀도는 코어의 일반적인 온도와 압력에서 철-니켈 합금의 밀도보다 10% 낮습니다. 따라서 지구의 금속 코어에는 상당한 양(10-20%)의 일종의 폐가 포함되어 있어야 합니다. 가장 가볍고 가장 흔한 모든 원소 중에서 실리콘(Si)과 황(S)이 가장 가능성이 높습니다 | 둘 중 하나의 존재는 지구 핵의 관찰된 물리적 특성을 설명할 수 있습니다. 따라서 실리콘 또는 유황과 같은 지구의 핵심 혼합물이 무엇인지에 대한 질문은 논쟁의 여지가 있으며 실제로 우리 행성이 형성되는 방식과 관련이 있습니다.

A. Ridgwood는 1958년에 지구의 핵이 가벼운 원소로 규소를 함유하고 있다고 가정하고, 몇 중량%의 원소 규소가 일부 환원된 콘드라이트 운석(엔스타타이트)의 금속상에서 발견된다는 사실에 의해 이 가정을 주장했다. 그러나 지구 핵에 실리콘이 있다는 다른 주장은 없습니다.

지구의 중심부에 황이 있다는 가정은 운석의 콘드라이트 물질과 지구의 맨틀에 있는 황의 분포를 비교한 결과입니다. 따라서 지각과 맨틀의 혼합물과 콘드라이트에서 일부 휘발성 원소의 기본 원자 비율을 비교하면 황이 급격히 부족함을 알 수 있습니다. 맨틀과 지각의 물질에서 황의 농도는 평균 물질보다 100배 낮습니다. 태양계, 콘드라이트가 사용됩니다.

훨씬 덜 결핍된 것으로 밝혀진 황보다 더 휘발성인 다른 원소(예: H2O 형태의 H2)가 훨씬 더 많은 양으로 손실되기 때문에 원시 지구의 고온에서 황이 손실될 가능성은 제거됩니다. 정도. 또한 태양 가스가 냉각되면 황이 철과 화학적으로 결합하여 휘발성 원소가 되지 않습니다.

이와 관련하여 많은 양의 유황이 지구의 핵으로 들어갈 가능성이 있습니다. 다른 조건이 동일할 때 Fe-FeS 시스템의 융점은 철 또는 맨틀 규산염의 융점보다 훨씬 낮다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 60kbar의 압력에서 시스템 (공정) Fe-FeS의 용융 온도는 990 ° C가되는 반면 순수 철 - 1610 ° 및 맨틀 황철석 - 1310이됩니다. 따라서 장의 온도가 증가하면 초기에 균질한 지구인 황이 풍부한 철 용융물이 먼저 형성되고 낮은 점도와 높은 밀도로 인해 행성의 중앙 부분으로 쉽게 빠져나가 철-유황 코어를 형성합니다. 따라서 니켈-철 환경에서 황의 존재는 융제로 작용하여 전체적으로 융점을 낮춥니다. 지구 핵에 상당한 양의 황이 존재한다는 가설은 매우 매력적이며 지구화학 및 우주화학의 알려진 모든 데이터와 모순되지 않습니다.

따라서 우리 행성 내부의 본질에 대한 현대적인 아이디어는 화학적으로 분화된 지구에 해당하며, 이는 강력한 고체 규산염-산화물 맨틀과 액체, 대부분 금속성 코어의 두 부분으로 나누어진 것으로 밝혀졌습니다. 지각은 알루미노실리케이트로 구성되고 가장 복잡한 구조를 갖는 가장 가벼운 상부 고체 껍질입니다.

이상의 내용을 종합하면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.

지구는 계층화된 구역 구조를 가지고 있습니다. 그것은 고체 규산염-산화물 껍질의 2/3(맨틀과 금속 액체 코어의 1/3)로 구성됩니다.
지구의 주요 특성은 코어가 액체 상태에 있으며 가장 일반적인 금속의 철과 약간의 가벼운 원소(대부분 황)가 이러한 특성을 제공할 수 있음을 나타냅니다.
상부 지평선에서 지구는 지각과 상부 맨틀을 덮는 비대칭 구조를 가지고 있습니다. 상부 맨틀 내의 해양 반구는 반대쪽 대륙 반구보다 덜 분화됩니다.

지구의 기원에 대한 우주론적 이론의 임무는 지구의 이러한 주요 특징을 설명하는 것입니다. 내면의 본성및 구성.

대지의 망토 -이것은 주로 감람석으로 구성된 지구의 규산염 껍질입니다. 마그네슘, 철, 칼슘 등의 규산염으로 구성된 암석입니다. 맨틀 암석이 부분적으로 녹으면 현무암과 유사한 용융물이 생성되어 표면으로 올라갈 때 지각을 형성합니다 .

맨틀은 지구 전체 질량의 67%, 지구 전체 부피의 약 83%를 구성합니다. 그것은 지각과의 경계 아래 5-70km의 깊이에서 2900km 깊이의 코어와의 경계까지 확장됩니다. 맨틀은 광범위한 깊이에 위치하며 물질의 압력이 증가함에 따라 상전이가 발생하여 광물이 점점 조밀 한 구조를 얻습니다. 가장 중요한 변환은 660km의 깊이에서 발생합니다. 이 상전이의 열역학은 이 경계 아래의 맨틀 물질이 경계를 통과할 수 없고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 660km의 경계 위에는 상부 맨틀이 있고 아래에는 하부 맨틀이 있습니다. 맨틀의 이 두 부분은 구성과 물리적 특성이 다릅니다. 하부 맨틀의 구성에 대한 정보는 제한적이고 직접적인 데이터의 수는 매우 적지만, 지구의 형성 이후 맨틀의 구성은 상부 맨틀에 비해 훨씬 적게 변화했다고 자신 있게 주장할 수 있습니다. 지각.

맨틀의 열 전달은 광물의 소성 변형을 통한 느린 대류에 의해 발생합니다. 맨틀 대류 동안 물질의 이동 속도는 연간 몇 센티미터 정도입니다. 이 대류는 암석권 판을 움직입니다. 상부 맨틀의 대류는 별도로 발생합니다. 훨씬 더 복잡한 대류 구조를 가정하는 모델이 있습니다.

지구 구조의 지진 모델

최근 수십 년 동안 지구의 깊은 껍질의 구성과 구조는 계속해서 현대 지질학의 가장 흥미로운 문제 중 하나입니다. 딥존 문제에 대한 직접적인 데이터의 수는 매우 제한적입니다. 이와 관련하여 ~250km 깊이에서 발생하는 맨틀 암석의 대표적인 것으로 간주되는 레소토 킴벌라이트 파이프(남아프리카 공화국)의 광물 골재가 특별한 장소를 차지하고 있습니다. 콜라 반도에서 시추되어 12,262m에 달하는 세계에서 가장 깊은 우물에서 회수된 코어는 지구 표면의 얇은 막인 지각의 깊은 지평에 대한 과학적 이해를 크게 확장했습니다. 동시에, 광물의 구조적 변형 연구와 관련된 지구 물리학 및 실험의 최신 데이터는 이미 지구 깊숙한 곳에서 발생하는 구조, 구성 및 과정의 많은 특징을 모델링할 수 있게 해주며, 이에 대한 지식은 솔루션에 기여합니다. 행성의 형성과 진화, 지각과 맨틀의 역학, 근원과 같은 현대 자연 과학의 핵심 문제 광물 자원, 유해 폐기물의 심해 처리 위험 평가, 지구의 에너지 자원 등

널리 알려진 지구의 내부 구조(핵심, 맨틀 및 지각으로의 분할) 모델은 20세기 전반에 지진학자 G. Jeffreys와 B. Gutenberg에 의해 개발되었습니다. 이것의 결정적 요인은 6371km의 행성 반경과 2900km의 깊이에서 지구 내부의 지진파 통과 속도가 급격히 감소한 것을 발견 한 것입니다. 지정된 경계 바로 위의 종방향 지진파 전파 속도는 13.6km/s이고 그 아래는 8.1km/s입니다. 이것은 맨틀과 핵 사이의 경계입니다.

따라서 코어 반경은 3471km입니다. 맨틀의 상부 경계는 1909년에 유고슬라비아 지진학자 A. Mohorovichić(1857-1936)에 의해 확인된 Mohorovichić(Moho, M)의 지진 섹션입니다. 맨틀에서 지각을 분리합니다. 이 경계에서 지각을 통과한 종파의 속도는 6.7-7.6km/s에서 7.9-8.2km/s로 급격하게 증가하지만 이것은 다른 깊이 수준에서 발생합니다. 대륙 아래에서 섹션 M(즉, 지각의 바닥)의 깊이는 수십 킬로미터이고 일부 산악 구조(파미르, 안데스) 아래에서는 60km에 도달할 수 있지만 해양 분지 아래에서는, 물 기둥을 포함하여 깊이는 10-12km에 불과합니다. 일반적으로 이 계획에서 지각은 얇은 껍질로 나타나는 반면 맨틀은 깊이가 지구 반지름의 45%까지 확장됩니다.

그러나 20세기 중반에 지구의 더 세분화된 심층 구조에 대한 아이디어가 과학에 들어왔습니다. 새로운 지진학 데이터를 기반으로 코어를 내부와 외부로, 맨틀을 하부와 상부로 나눌 수 있었습니다. 이 인기있는 모델은 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 호주 지진학자 K.E. 40 년대 초반에 지구를 구역으로 나누는 계획을 제안한 Bullen은 A-지각, B-33-413km의 깊이 간격의 구역, C-413-의 구역을 문자로 지정했습니다. 984km, D-984-2898km, D-2898-4982km, F-4982-5121km, G-5121-6371km(지구 중심). 이 구역은 지진 특성이 다릅니다. 나중에 그는 D 구역을 D 구역 "(984-2700km)과 D"(2700-2900km)로 나누었습니다. 현재 이 계획은 크게 수정되었으며 문헌에서는 D "층만 널리 사용됩니다. 주요 특징은 상부 맨틀 영역에 비해 지진 속도 기울기가 감소한다는 것입니다.

반지름이 1225km인 내핵은 단단하고 밀도가 12.5g/cm 3 입니다. 외핵은 액체이고 밀도는 10g/cm3이다. 코어와 맨틀의 경계에서 종파의 속도뿐만 아니라 밀도에서도 급격한 점프가 있습니다. 맨틀에서는 5.5g/cm 3 로 감소합니다. 외핵과 직접 접촉하는 층 D"는 외핵의 온도가 맨틀의 온도를 훨씬 초과하기 때문에 영향을 받습니다. 일부 장소에서 이 층은 지구 표면으로 향하는 거대한 열과 질량 흐름을 생성합니다. 맨틀의 열과 플룸(Plume)이라고 하는 질량 흐름을 통해 하와이 제도, 아이슬란드 및 기타 지역과 같은 대규모 화산 지역의 형태로 행성에 나타날 수 있습니다.

D" 층의 상부 경계는 무한하며, 코어 표면으로부터의 레벨은 200에서 500km 또는 그 이상까지 다양할 수 있습니다. 따라서, 우리는 이 층이 맨틀로의 고르지 않고 다양한 강도의 코어 에너지 유입을 반영한다고 결론지을 수 있습니다. 지역.

고려 중인 계획에서 하부 맨틀과 상부 맨틀의 경계는 670km 깊이에 있는 지진 단면입니다. 그것은 전 지구적인 분포를 가지고 있으며 하부 맨틀 물질의 밀도 증가뿐만 아니라 증가를 향한 지진 속도의 점프에 의해 정당화됩니다. 이 부분은 맨틀에 있는 암석의 광물 조성 변화의 경계이기도 합니다.

따라서 670km와 2900km의 깊이 사이에 둘러싸인 하부 맨틀은 2230km 동안 지구의 반지름을 따라 확장됩니다. 상부 맨틀에는 410km의 깊이를 통과하는 잘 고정된 내부 지진 단면이 있습니다. 이 경계를 위에서 아래로 넘으면 지진 속도가 급격히 증가합니다. 여기에서 상부 맨틀의 하부 경계뿐만 아니라 상당한 광물 변형이 발생합니다.

상부 맨틀의 상부와 지구의 지각은 수력 및 대기와 대조적으로 지구의 상부 고체 껍질인 암석권으로 함께 융합됩니다. 암석권 판 구조론 덕분에 "석권"이라는 용어가 널리 퍼졌습니다. 이론은 연화권, 부분적으로, 아마도 감소된 점도의 액체 깊은 층인 약권을 따라 판의 움직임을 가정합니다. 그러나 지진학은 우주에서 지속되는 연약권을 보여주지 않습니다. 많은 지역에서 수직을 따라 위치한 여러 연약권 층과 수평을 따라 그들의 불연속성이 확인되었습니다. 이들의 교대는 특히 약권층(렌즈)의 발생 깊이가 100km에서 수백 킬로미터에 이르는 대륙 내에서 명확합니다. 해양 심연 함몰 아래에는 연약권층이 70~80km 이하의 깊이에 있습니다. 따라서 암석권의 하한은 사실상 무한정이며, 이는 많은 연구자들이 지적하고 있는 암석권 판의 운동학 이론에 큰 어려움을 초래한다.

지진 경계에 대한 최신 데이터

지진학 연구의 수행에는 새로운 지진 경계를 식별하기 위한 전제 조건이 있습니다. 지구 경계는 410, 520, 670, 2900km로 간주되며, 여기서 지진파 속도의 증가가 특히 두드러집니다. 그들과 함께 중간 경계가 구별됩니다 : 60, 80, 220, 330, 710, 900, 1050, 2640km. 또한 경계 800, 1200-1300, 1700, 1900-2000km의 존재에 대한 지구 물리학자의 표시가 있습니다. N.I. Pavlenkova는 최근 경계 100을 전역 경계로 지정했는데, 이는 상부 맨틀을 블록으로 나누는 하위 수준에 해당합니다. 중간 경계는 의존하는 맨틀의 물리적 특성의 측면 가변성을 나타내는 다른 공간 분포를 갖습니다. 전역 경계는 다른 범주의 현상을 나타냅니다. 그들은 지구의 반지름을 따라 맨틀 환경의 전지구적 변화에 해당합니다.

표시된 전지구 지진계는 지질 및 지구역학 모델의 구성에 사용되는 반면, 이러한 의미의 중간 지진계는 지금까지 거의 주목을 받지 못했습니다. 한편, 발현의 규모와 강도의 차이는 행성 깊숙한 곳의 현상과 과정에 관한 가설에 대한 경험적 기초를 만듭니다.

상부 맨틀의 구성

물론 깊은 지구 껍질이나 지구권의 구성, 구조 및 광물 결합 문제는 아직 최종 해결책이 아니지만 새로운 실험 결과와 아이디어는 해당 아이디어를 크게 확장하고 자세히 설명합니다.

현대적 견해에 따르면 맨틀의 구성은 상대적으로 작은 그룹에 의해 지배됩니다. 화학 원소: Si, Mg, Fe, Al, Ca 및 O. 제안된 지층 구성 모델은 주로 이러한 요소의 비율 차이(변동 Mg / (Mg + Fe) = 0.8-0.9, (Mg + Fe) / Si = 1.2Р1.9)뿐만 아니라 깊은 암석에 대한 Al 및 기타 희귀 원소의 함량 차이. 화학적 및 광물학적 구성에 따라 이 모델은 다음과 같은 이름을 받았습니다. 감람석은 40%로 감소) 및 eclogitic은 eclogites의 휘석-석류석 결합 특성과 함께 일부 더 희귀한 광물, 특히 Al-bearing kyanite Al 2 SiO 5(최대 10wt%)도 포함합니다. 그러나 이러한 모든 암석학적 모델은 주로 ~670km 깊이까지 확장된 상부 맨틀 암석을 나타냅니다. 더 깊은 지리권의 벌크 조성과 관련하여 실리카(MO/SiO2)에 대한 2가 원소의 산화물(MO) 산화물 비율(MO/SiO2) ~ 2, 휘석(Mg, Fe) SiO 3 , 그리고 다양한 구조적 변형을 갖는 페로브스카이트상(Mg, Fe)SiO 3 광물 중에서 NaCl 유형의 구조를 갖는 마그네시오우스타이트(Mg, Fe)O와 훨씬 적은 양의 다른 일부 상이 우세하다. .

제안된 모든 모델은 매우 일반화되고 가상입니다. 감람석이 지배하는 상부 맨틀의 열분해 모델은 그것의 화학적 조성이 전체 깊은 맨틀의 화학적 조성에 훨씬 더 가깝다는 것을 암시합니다. 반대로, piclogitic 모델은 상부 맨틀과 나머지 맨틀 사이에 특정 화학적 대조가 존재한다고 가정합니다. 보다 특별한 eclogitic 모델은 상부 맨틀에 별도의 eclogitic 렌즈와 블록의 존재를 허용합니다.

큰 관심은 상부 맨틀과 관련된 구조적 광물학적 및 지구물리학적 데이터를 조화시키려는 시도입니다. 약 20년 동안 ~410km 깊이에서 지진파 속도의 증가는 주로 감람석 a-(Mg, Fe) 2 SiO 4 가 wadsleyite b-(Mg, Fe)로 구조적 재배열과 관련이 있다고 가정했습니다. 2 SiO 4 , 밀도가 높은 상의 형성과 함께 큰 값탄성 계수. 지구 물리학 데이터에 따르면 지구 내부의 이러한 깊이에서 지진파 속도는 3-5 % 증가하는 반면 감람석을 wadsleyite로 구조적 재배치 (탄성 계수 값에 따라)는 증가를 동반해야합니다 지진파 속도에서 약 13%. 동시에, 고온 및 고압에서 감람석과 감람석-휘석 혼합물에 대한 실험 연구 결과는 200-400km의 깊이 간격에서 계산된 지진파 속도의 증가와 실험적 증가 사이의 완전한 일치를 보여주었습니다. 감람석은 고밀도 단사정계 휘석과 거의 동일한 탄성을 갖기 때문에 이러한 데이터는 기본 구역에 고탄성 석류석이 없다는 것을 나타내야 하며 맨틀에 존재하면 필연적으로 지진파 속도의 더 큰 증가를 야기할 것입니다. 그러나 가넷리스 맨틀에 대한 이러한 아이디어는 암석 구성의 암석 모델과 충돌했습니다.

따라서 410km 깊이에서 지진파 속도의 점프는 주로 상부 맨틀의 Na 농축 부분 내부의 휘석 석류석의 구조적 재배열과 관련이 있다는 아이디어가 나왔습니다. 이러한 모델은 상부 맨틀에서 대류가 거의 완전히 없다고 가정하는데, 이는 현대의 지역학 개념과 모순됩니다. 이러한 모순을 극복하는 것은 최근에 제안된 보다 완전한 상부 맨틀 모델과 관련될 수 있으며, 이는 철과 수소 원자를 wadsleyite 구조에 통합할 수 있게 합니다.

감람석에서 wadsleyite로의 다형성 전이는 변화를 동반하지 않지만 화학적 구성 요소, 석류석이 있는 경우 원래 감람석과 비교하여 Fe가 풍부한 wadsleyite가 형성되는 반응이 발생합니다. 게다가, wadsleyite는 감람석보다 훨씬 더 많은 수소 원자를 포함할 수 있습니다. wadsleyite 구조에 Fe 및 H 원자가 참여하면 강성이 감소하고 따라서이 광물을 통과하는 지진파의 전파 속도가 감소합니다.

또한 Fe가 풍부한 wadsleyite의 형성은 해당 반응에 더 많은 양의 감람석이 관여한다는 것을 암시하며, 이는 섹션 410 근처의 암석의 화학적 조성 변화를 동반해야 합니다. 이러한 변형에 대한 아이디어는 현대 지구 지진 데이터. 전체적으로, 상부 맨틀의 이 부분의 광물학적 구성은 다소간 분명한 것 같습니다. 열석 광물 협회와 관련하여 ~ 800km 깊이까지의 변형이 충분히 자세히 연구되었습니다. 이 경우, 520km 깊이의 전지구 지진 경계는 wadsleyite b-(Mg, Fe) 2 SiO 4 가 스피넬 구조를 가진 (Mg, Fe) 2 SiO 4 의 링우다이트-g-변형으로 재배열되는 것에 해당합니다. 휘석(Mg, Fe)SiO 3 석류석 Mg 3 (Fe, Al, Si) 2 Si 3 O 12의 변형은 더 넓은 깊이 범위에 걸쳐 상부 맨틀에서 발생합니다. 따라서 상부 맨틀의 400-600km 간격의 비교적 균질한 전체 껍질은 주로 석류석 및 스피넬 구조 유형의 상을 포함합니다.

맨틀 암석의 조성에 대해 현재 제안된 모든 모델은 ~4 wt. %, 이는 구조적 변형의 특성에도 영향을 미칩니다. 동시에, 조성이 불균일한 상부 맨틀의 일부 영역에서 Al은 강옥 Al 2 O 3 또는 kyanite Al 2 SiO 5 와 같은 광물에 농축될 수 있으며, 이는 상응하는 압력 및 온도에서 ~450km의 깊이까지 강옥으로 변형되고 stishovite는 구조가 SiO 6 팔면체의 골격을 포함하는 SiO 2의 변형입니다. 이 두 광물은 맨틀 하부뿐만 아니라 더 깊은 곳에서도 보존됩니다.

400-670km 구역의 화학적 조성에서 가장 중요한 구성 요소는 물이며, 일부 추정에 따르면 그 함량은 ~0.1wt입니다. % 및 그 존재는 주로 Mg-실리케이트와 관련이 있습니다. 이 껍질에 저장된 물의 양은 너무 커서 지구 표면에서 두께가 800m인 층을 구성합니다.

670km 경계 아래 맨틀의 구성

고압 X선 챔버를 사용하여 지난 2~30년 동안 수행된 광물의 구조적 전이에 대한 연구를 통해 670km 경계보다 더 깊은 지층의 구성 및 구조의 일부 특징을 모델링할 수 있었습니다.

이 실험에서 연구 중인 수정은 두 개의 다이아몬드 피라미드(모루) 사이에 위치하며 압축되면 맨틀과 지구의 핵 내부 압력에 상응하는 압력을 생성합니다. 그럼에도 불구하고 지구 전체 내부의 절반 이상을 차지하는 맨틀의 이 부분에 대해서는 여전히 많은 질문이 있습니다. 현재 대부분의 연구자들은 이 모든 깊은(전통적인 의미에서 더 낮은) 맨틀이 주로 페로브스카이트와 같은 상(Mg,Fe)SiO 3 으로 구성되어 있으며, 이는 부피의 약 70%(전체 부피의 40%)를 차지한다는 아이디어에 동의합니다. 전체 지구 부피), 마그네시오위스타이트(Mg, Fe)O(~20%). 나머지 10%는 Ca, Na, K, Al 및 Fe를 포함하는 스티쇼바이트 및 산화물 상으로, 구조적 유형의 일메나이트-커런덤(고체 용액(Mg, Fe)SiO3-Al2O3)에서 결정화가 허용됩니다. , 입방체 페로브스카이트(CaSiO 3 ) 및 Ca-페라이트(NaAlSiO 4 ). 이러한 화합물의 형성은 상부 맨틀에 있는 광물의 다양한 구조적 변형과 관련이 있습니다. 동시에 410~670km의 깊이 간격에 있는 비교적 균질한 껍질의 주요 광물상 중 하나인 스피넬과 같은 링우다이트가 670km의 경계에서 압력은 ~24GPa입니다. 가넷 계열을 대표하는 전이 영역의 또 다른 중요한 구성 요소인 파이로프 Mg 3 Al 2 Si 3 O 12는 마름모꼴 페로브스카이트(Mg, Fe) SiO 3 및 강옥-일메나이트 고용체의 형성으로 변형됩니다. Mg, Fe) SiO 3 - 여러 고압에서 Al 2 O 3. 이 전환은 중간 지진 경계 중 하나에 해당하는 850-900km 회전에서 지진파 속도의 변화와 관련이 있습니다. ~21GPa의 더 낮은 압력에서 안드라다이트 sagarnet의 변형은 위에서 언급한 또 다른 중요한 Ca 3 Fe 2 3+ Si 3 O 12 성분을 하부 맨틀인 입방체 사페로브스카이트 CaSiO 3 에서 형성하게 합니다. 이 구역의 주요 광물(Mg,Fe)-페로브스카이트(Mg,Fe)SiO3와 Mg-wustite(Mg,Fe)O 사이의 극성 비는 상당히 넓은 범위와 ~1170km의 깊이에서 다양합니다. ~29 GPa의 압력과 2000 -2800 0 C의 온도가 2:1에서 3:1로 변경됩니다.

하부 맨틀의 깊이에 해당하는 광범위한 압력에서 마름모꼴 페로브스카이트 구조를 갖는 MgSiO 3 의 탁월한 안정성으로 인해 우리는 이것을 이 지구권의 주요 구성 요소 중 하나로 간주할 수 있습니다. 이 결론의 근거는 Mg-perovskite MgSiO 3 샘플에 대기압보다 130만 배 높은 압력을 가함과 동시에 약 2000℃ 온도의 레이저 빔을 노출시키는 실험이었습니다. 다이아몬드 모루 사이에 배치된 샘플로, 우리는 ~2800km 깊이, 즉 하부 맨틀의 하부 경계 근처에 존재하는 조건을 시뮬레이션했습니다. 실험 중이나 실험 후에 광물의 구조와 구성이 바뀌지 않은 것으로 나타났습니다. 따라서 L. Liu와 E. Nittle 및 E. Zhanloz는 Mg-페로브스카이트의 안정성을 통해 지구상에서 가장 흔한 광물로 간주할 수 있으며, 이는 분명히 질량의 거의 절반을 구성한다는 결론에 도달했습니다.

Wustite F x O는 덜 안정적이며, 하부 맨틀의 조건에서 조성은 화학량론적 계수 x의 값을 특징으로 합니다.< 0,98, что означает одновременное присутствие в его составе Fe 2+ и Fe 3+ . При этом, согласно экспериментальным данным, температура плавления вюстита на границе нижней мантии и слоя D", по данным Р. Болера (1996), оценивается в ~5000 K, что намного выше 3800 0 С, предполагаемой для этого уровня (при средних температурах мантии ~2500 0 С в основании нижней мантии допускается повышение температуры приблизительно на 1300 0 С). Таким образом, вюстит должен сохраниться на этом рубеже в твердом состоянии, а признание фазового контраста между твердой нижней мантией и жидким внешним ядром требует более гибкого подхода и уж во всяком случае не означает четко очерченной границы между ними.

깊은 수심에서 우세한 페로브스카이트 유사상은 매우 제한된 양의 Fe를 함유할 수 있으며, 깊은 회합의 광물 중 Fe의 높은 농도는 마그네시오우스타이트만의 특징이라는 점에 유의해야 합니다. 동시에, 마그네시오위스타이트의 경우, 고압의 영향으로 그 안에 포함된 제1철의 일부가 광물의 구조에 남아 있는 제2철로 전환될 가능성이 있으며, 동시에 상응하는 양의 방출이 가능합니다. 중성철이 증명되었습니다. 이러한 데이터를 기반으로 카네기 연구소의 지구 물리학 연구소 직원인 H. Mao, P. Bell, T. Yagi는 지구 깊숙한 곳에서 물질의 분화에 대한 새로운 아이디어를 제시했습니다. 첫 번째 단계에서는 중력의 불안정성으로 인해 마그네시오우스타이트가 깊이 가라앉고 압력의 영향으로 중성 형태의 일부 철이 방출됩니다. 낮은 밀도를 특징으로 하는 잔류 마그네시오부스타이트가 상부 층으로 상승하여 페로브스카이트 유사 상과 다시 혼합됩니다. 그들과의 접촉은 화학량론의 복원을 동반합니다(즉, 원소의 정수 비율 화학식) magnesiowiustite의 영향을 받아 설명된 과정을 반복할 수 있습니다. 새로운 데이터는 깊은 맨틀에 있을 가능성이 있는 화학 원소 세트를 어느 정도 확장하는 것을 가능하게 합니다. 예를 들어, N. Ross(1997)에 의해 입증된 ~900km 깊이에 해당하는 압력에서 마그네사이트의 안정성은 구성에 탄소가 존재할 수 있음을 나타냅니다.

670선 아래에 위치한 개별 중간 지진계의 식별은 형태가 매우 다양할 수 있는 맨틀 광물의 구조적 변형에 대한 데이터와 상관관계가 있습니다. R. Jeanlose와 R. Hazen에 따르면 깊은 맨틀에 해당하는 물리화학적 매개변수의 높은 값에서 다양한 결정의 많은 특성 변화에 대한 설명은 실험 중에 기록된 wuestite의 이온 공유 결합의 재배열입니다. 70 기가파스칼(GPa)(~1700km)의 압력에서 금속 유형의 원자간 상호 작용과 관련하여. 1200 이정표는 스티쇼바이트 구조를 갖는 SiO2를 구조적 유형 CaCl2(루타일 TiO2의 마름모꼴 유사체)로 재배열하고 2000km - a-PbO2와 중간 구조의 상으로의 후속 변환에 해당할 수 있습니다. ZrO 2 , 규소-산소 팔면체의 더 조밀한 패킹이 특징입니다(L.S. Dubrovinsky et al.의 데이터). 또한 이 깊이(~2000km)에서 시작하여 80–90GPa의 압력에서 페로브스카이트와 유사한 MgSiO3의 분해가 허용되며 페리클라아제 MgO 및 유리 실리카 함량이 증가합니다. 약간 더 높은 압력(~96 GPa)과 800 0 С의 온도에서 Fe2O의 다형성의 징후가 확립되었으며, 이는 니켈 NiAs 유형의 구조적 단편 형성과 관련되어 있으며, 여기서 Fe 원자는 As 원자의 위치에 있고 O 원자는 Ni 원자의 위치에 있습니다. D" 경계 근처에서 강옥 구조를 갖는 Al 2 O 3가 Rh 2 O 3 구조를 갖는 상으로의 변형이 발생하며, 이는 ~100GPa의 압력, 즉 ~2200-2300의 깊이에서 실험적으로 모델링됩니다. km 동일한 압력에서 Mössbauer 분광법을 사용하여 마그네시오위타이트 구조의 Fe 원자의 고스핀(HS) 상태에서 저스핀(LS) 상태로의 전환, 즉 전자 구조의 변화입니다. 이와 관련하여, wuestite FeO의 구조가 강조되어야합니다. 고압조성의 비화학량론, 원자 패킹 결함, 다형성 및 Fe 원자의 전자 구조(HS => LS - 전이)의 변화와 관련된 자기 정렬의 변화를 특징으로 합니다. 언급된 기능을 통해 Wustite는 D 경계 근처에서 Wustite가 풍부한 지구의 깊은 지대의 특성을 결정하는 특이한 특성을 가진 가장 복잡한 광물 중 하나로 간주할 수 있습니다.

지진학적 측정에 따르면 지구의 내부(고체) 및 외부(액체) 코어는 동일한 물리화학적 매개변수를 가진 금속 철로만 구성된 코어 모델을 기반으로 얻은 값과 비교하여 더 낮은 밀도를 특징으로 합니다. 대부분의 연구자들은 이러한 밀도 감소가 철과 합금을 형성하는 Si, O, S, 심지어 O와 같은 원소의 코어에 존재하기 때문이라고 생각합니다. 이러한 "Faustian" 물리화학적 조건(압력 ~250GPa 및 온도 4000-6500℃)에 대해 가능한 상 중에서 잘 알려진 구조 유형 Cu 3 Au 및 Fe 7 S를 갖는 Fe 3 S 및 Fe 7 S가 호출됩니다. 코어에 있는 b-Fe는 Fe 원자가 4층으로 밀집되어 있는 구조를 특징으로 합니다. 이 상의 용융 온도는 360GPa의 압력에서 5000℃로 추정됩니다. 핵 내 수소의 존재는 대기압에서 철에 대한 용해도가 낮기 때문에 오랫동안 논란이 되어 왔습니다. 그러나 최근의 실험(J. Badding, H. Mao 및 R. Hamley(1992)의 데이터)은 철 수소화물 FeH가 고온 및 고압에서 형성될 수 있고 62GPa를 초과하는 압력에서 안정하다는 것을 확립하는 것을 가능하게 했습니다. ~1600km의 깊이. 이와 관련하여 코어에 상당한 양(최대 40 mol.%)의 수소가 존재하는 것은 상당히 수용 가능하며 밀도를 지진학 데이터와 일치하는 값으로 줄입니다.

깊은 곳에서 광물상의 구조적 변화에 대한 새로운 데이터는 지구의 내부에 고정된 다른 중요한 지구물리학적 경계에 대한 적절한 해석을 찾는 것을 가능하게 할 것이라고 예측할 수 있습니다. 일반적인 결론은 410km와 670km와 같은 전지구 지진계에서 맨틀 암석의 광물 구성에 상당한 변화가 있다는 것입니다. 미네랄 변환은 또한 ~850, 1200, 1700, 2000 및 2200-2300km의 깊이, 즉 하부 맨틀 내에서 관찰됩니다. 이것은 균질한 구조에 대한 아이디어를 포기할 수 있게 하는 매우 중요한 상황입니다.