Мантія Землі | Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія

Мантія Землі


Мантія Землі

МА́НТІЯ ЗЕМЛІ́ – внутрішня оболонка, що знаходиться між земною корою та поверхнею зовнішнього ядра Землі. У М. З. виділяють декілька зон (їхня кількість, назви або позначення у багатьох вчених різняться). Від земної кори М. З. відділяє Мохоровичича поверхня, глиб. залягання якої змінюється від 5–10 км під середньоокеаніч. хребтами до 60–70 км під гірськими хребтами континентів, її нижня межа знаходиться на глиб. 2900 км. М. З. – це 83 % об’єму та 67 % маси Землі. Відомості про її внутр. будову, склад, властивості базуються на інтерпретації геофіз. даних, переважно сейсмологічних. Для характеристики Верхньої мантії Землі (глиб. бл. 200 км) використовують прямі дослідж. продуктів вулканіч. діяльності, зразків гірських порід (ксенолітів), які були винесені з надр разом з продуктами вулканіч. діяльності або знайдені в трубках вибуху разом з алмазами. До мантій. також зараховують породи, які виносяться на поверхню дна в середньоокеаніч. рифт. зонах. За особливостями проходження сейсміч. хвиль і зміною з глибиною густини мантію розділяють на шари В і С, що простягаються до 900–950 км (верхня М. З.), та Д′ і Д″, які знаходяться в інтервалі від 900–950 км до 2900 км (нижня М. З.). Тришар. поділ: 410–420 км (верхня М. З.), 900–950 км (середня М. З.) та 2900 км (нижня М. З.). Верхня М. З. (шар В) є найбільш неоднорідною; у ній виділяють декілька зон. У її верх. частині густина і швидкість сейсміч. хвиль зростають з глибиною. Залежно від тектон. умов ця зона простягається від підошви земної кори до глиб. 50–140 км. Вона разом із земною корою утворює літосферу – приповерхн. міцний шар з підвищеною в’яз­­кістю (понад 1022 Па·с). Нижче виділяють зону понижених швидкостей (шар Ґутенберґа). Її товщина складає 100–200 км. Зниження швидкості пов’язують з підвищенням т-ри та частк. плавленням (до 1 %). З цією зоною ототожнюють астеносферу – шар з пониженою міцністю та в’яз­кістю (1018–1020 Па·с). Ще нижче швидкості поздовж. і попереч. сейсміч. хвиль та густина поступово зростають до глиб. 410–420 км, де (в шарі С) відбувається їх різке збільшення і поступове підвищення до глиб. 620–650 км, де вони знову різко зростають. Зону підвищеної швидкос­­ті нижче 410–420 км часто виокремлюють як шар Голицина. Стрибок швидкості та густини на глиб. 410–420 км пов’язують з фазовими переходами, що відбуваються за високих тисків і помір. т-р й супроводжуються підвищенням густини без зміни хім. складу. Підвищення швидкості нижче межі на глиб. 620–650 км узгоджується з уявленнями про утворення зі збільшенням тиску більш щільного упакування атомів, що призводить до зменшення об’єму та збільшення густини. Допускається, що хім. склад М. З. з глибиною майже не змінюється. Проблема складу земних надр є однією із найскладніших у зв’яз­­ку з відсутністю зразків глибин. породи. Його оцінюють унаслідок теор. розрахунків і експерим. дослідж., в умовах високих тисків і т-р, а також удар. стиску, побіч. даних, зокрема й про склад кам’яних метеоритів типу хондритів, які за своєю будовою найбільш наближені до перидотитів земних надр. Склад М. З. ототожнюють з ультраоснов. залізомагнезіал. силікатами, в яких гол. мінералами є олівін, піроксен, гранат. У верх. частині допускається наявність осн. порід. Австралій. петрограф А. Рінґвуд запропонував піроліт. модель верх. М. З., хім. склад якої відповідає 3-м частинам перидотиту й одній частині базальту. Фіз. і мех. властивості М. З. залежать від т-ри та тиску. Проходження попереч. сейсміч. хвиль через М. З. вказує на твердий стан її речовини, за винятком шару понижених швидкостей, в якому породи можуть знаходитися в аморф. або частково розплавленому стані. Т-ра у М. З. зростає від 400–500 °С на рівні підошви земної кори до 1400–1800 °С на глибині 410 км і 2500–3000 °С на її нижній межі. Тиск у М. З. зростає від 1 до 136 ГПа. На сучас. етапі погляди на будову, склад, внутр. структуру М. З. дещо змінюються. Цьому сприяло впровадження нових, більш досконалих методів дослідж., зокрема й сейсміч. томографії. За сейсмотомогр. даними, М. З. є більш неоднорідною. На її будову суттєво впливають тектон. умови та внутр. фіз.-хім. процеси. Одну із найдетальніших моделей будови М. З. за результатами сейсмотомогр. дослідж. склав рос. вчений Ю. Пущаровський: верхня частина (410 км), перехідна зона верх. мантії (410–670 км), зона розмежування 1 (670–900 км), середня мантія (900–1700 км), зона розмежування 2 (1700–2200 км), нижня мантія (2200–2900 км).

Літ.: Субботин С. И., Наумчик Г. Л., Рахимова И. Ш. Мантия Земли и тектогенез. К., 1968; Пущаровский Ю. М. Тектоносфера Индо-Атлантического и Тихоокеанского сегментов Земли на больших глубинах // Геотектоника. 2000. № 4; Гейко В. С., Цветкова Т. А., Шумлянская Л. А. и др. Региональная 3-D Р-скоростная модель мантии Сарматии (юго-запад Восточно-Европейской плат­­формы // ГФЖ. 2005. Т. 27, № 6; Магницкий В. А. Внутреннее строение и физика Земли. Москва, 2006.

Статтю оновлено: 2018