지구 맨틀에 대한 흥미로운 사실

지구의 맨틀은  지구의 지각과 녹은 철 핵 사이에 있는 두껍고 뜨겁고 단단한 암석층입니다. 그것은 지구의 대부분을 차지하며, 지구 질량의 3분의 2를 차지합니다. 맨틀은 약 30km 깊이에서 시작해서 두께가 약 2,900km입니다.

지질학에 대한 흥미로운 사실

• 미네랄 기반 코팅
• 지질학 활동
• 지진파를 이용한 지구 표면 탐사
• 실험실 코팅 샘플링
• 맨틀의 층과 내부 경계

미네랄 기반 코팅

지구는 태양과 다른 행성들과 동일한 원소 공식을 가지고 있습니다(지구의 중력에서 벗어난 수소와 헬륨은 제외). 핵의 철분을 빼면 맨틀은 마그네슘, 실리콘, 철, 산소의 혼합물로 이루어져 있으며, 이는 가넷과 구성이 거의 같다는 것을 계산할 수 있습니다.

하지만 주어진 깊이에 정확히 어떤 광물 혼합물이 존재하는지는 아직 확실하게 답이 나오지 않은 복잡한 질문입니다. 300km 이상의 깊이에서 화산 폭발로 인해 솟아오른 암석인 맨틀에서 샘플을 얻는 건 유용합니다. 이 샘플은 맨틀의 상부가 페리도타이트와 에클로자이트 암석으로 구성되어 있음을 보여줍니다. 하지만 코팅에서 우리가 얻는 가장 흥미로운 것은 다이아몬드입니다.

지질학 활동

맨틀의 윗부분은 그 위에서 일어나는 판의 움직임으로 인해 천천히 흔들립니다. 이는 두 가지 유형의 작업으로 인해 발생합니다. 첫째, 섭입하는 판들이 서로 밑으로 미끄러져 내려가는 현상이 있습니다. 두 번째로, 두 개의 지각판이 분리되어 멀어지면서 맨틀 암석이 위쪽으로 이동합니다. 하지만 이 모든 활동이 상부 맨틀을 완전히 섞지는 못하며, 지구화학자들은 상부 맨틀을 대리석 케이크의 암석 버전으로 간주합니다.

전 세계의 화산 패턴은 판구조론의 활동을 반영하지만, 핫스팟으로 알려진 몇몇 지역은 예외입니다. 이 핫스팟은 맨틀의 훨씬 깊은 곳, 아마도 맨 아래 부분의 물질이 상승하고 하강하는 것을 보여주는 단서가 될 수 있습니다. 아니면 아닐 수도.

지진파를 이용한 지구 표면 탐사

현재 맨틀을 탐사하는 데 사용할 수 있는 가장 강력한 기술은 전 세계 지진으로 발생하는 지진파를 모니터링하는 것입니다. 지진파에는 P파(음파와 유사)와 S파(진동하는 현의 파동과 유사)라는 두 가지 유형이 있으며, 이들은 통과하는 암석의 물리적 특성에 따라 반응합니다. 이러한 파동은 어떤 종류의 표면에서는 반사되고, 다른 종류의 표면에 부딪히면 굴절(굴절)됩니다. 이 효과는 지구 내부를 지도화하는 데 사용됩니다.

실험실 코팅 샘플링

광물과 암석은 높은 압력 하에서 변화합니다. 예를 들어, 맨틀의 흔한 광물인 올리빈은 약 410km 깊이에서 다른 결정 형태로 변하고, 다시 660km 깊이에서 다른 결정 형태로 변합니다.

과학자들은 지구물리학 방정식을 기반으로 한 컴퓨터 모델과 실험실 실험이라는 두 가지 방법을 사용하여 맨틀 조건에서 광물의 행동을 연구합니다. 따라서 현대의 맨틀 연구는 지진학자, 컴퓨터 프로그래머, 실험실 연구자들에 의해 수행되며, 이들은 이제 다이아몬드 앤빌 셀과 같은 고압 실험실 장비를 사용하여 맨틀의 어느 곳에서나 조건을 재현할 수 있습니다.

맨틀의 층과 내부 경계

1세기 동안의 연구를 통해 우리는 맨틀의 빈틈을 메울 수 있었습니다. 이 코팅은 세 개의 주요 층으로 구성되어 있습니다. 상부 맨틀은 지각 바닥(모호)에서부터 깊이 660km까지 뻗어 있습니다. 전이대는 410~660km 사이에 위치하고, 이 깊이에서 광물에 주요 물리적 변화가 발생합니다.

하부 맨틀은 660km에서 약 2,700km까지 뻗어 있습니다. 이 시점에서 지진파는 너무 강하게 영향을 받았기 때문에 대부분의 연구자들은 그 아래의 암석이 결정학적 구성뿐 아니라 화학적 구성도 달랐을 것이라고 믿고 있습니다. 맨틀 바닥에 있는 이 논란의 여지가 있는 층은 두께가 약 200km이고, "D-더블-프라임"이라는 이상한 이름을 가지고 있습니다.