地球のマントルに関する興味深い事実

地球のマントルは、 地殻と溶融した鉄の核の間にある、高温で固い岩石の厚い層です。それは地球の大部分を占め、地球の質量の3分の2を占めています。マントルは深さ約30kmから始まり、厚さは約2,900kmです。

地質学に関する興味深い事実

• 鉱物系コーティング
• 地質学における活動
• 地震波で地球表面を探る
• ラボコーティングサンプリング
• マントルの層と内部境界

鉱物系コーティング

地球は、太陽や他の惑星と同じ元素組成を持っています（地球の重力から逃れた水素とヘリウムは除きます）。核の鉄を差し引くと、マントルはマグネシウム、ケイ素、鉄、酸素の混合物であり、ガーネットとほぼ同じ組成であることが計算できます。

しかし、特定の深さにどのような鉱物混合物が存在するかは、まだ明確に答えられていない複雑な問題です。火山噴火で噴き出した岩石であるマントルのサンプルを300km以上の深さから採取できることは有益です。これらのサンプルは、マントルの上部がペリドタイトとエクロジャイト岩で構成されていることを示しています。しかし、コーティングから得られる最も興味深いものはダイヤモンドです。

地質学における活動

マントルの上部は、その上で起こるプレートの動きによってゆっくりとかき混ぜられます。これは 2 種類の操作によるものです。まず、沈み込むプレートが互いの下に滑り込む下向きの動きがあります。第二に、2 つの地殻プレートが分離して広がるときに、マントル岩石が上昇します。しかし、こうした活動によって上部マントルが完全に混合されるわけではなく、地球化学者は上部マントルを大理石ケーキの岩石バージョンとみなしています。

世界中の火山のパターンは、ホットスポットとして知られる地球上のいくつかの地域を除いて、プレートテクトニクスの活動を反映しています。このホットスポットは、マントルのさらに深いところ、おそらくは最下層における物質の上昇と下降を知る手がかりとなるかもしれない。あるいはそうではないかもしれない。

地震波で地球表面を探る

現在マントルを探査するために利用できる最も強力な技術は、世界中の地震からの地震波を監視することです。地震波には、P 波 (音波に似ている) と S 波 (振動する弦の波に似ている) という 2 つの異なる種類があり、通過する岩石の物理的特性に反応します。これらの波は、ある種の表面では反射し、他の種類の表面に当たると屈折（曲がり）ます。この効果は地球の内部を地図化するために使用されます。

ラボコーティングサンプリング

鉱物や岩石は高圧下で変化します。たとえば、マントル内の一般的な鉱物であるオリビンは、深さ約 410 km と深さ 660 km で異なる結晶形態に変化します。

科学者は、地球物理学的方程式に基づくコンピューター モデルと実験室実験という 2 つの方法を使用して、マントル環境における鉱物の挙動を研究しています。したがって、現代のマントル研究は、地震学者、コンピュータ プログラマー、およびダイヤモンド アンビル セルなどの高圧実験装置を使用してマントル内のあらゆる場所の状態を再現できる実験研究者によって行われています。

マントルの層と内部境界

1 世紀にわたる研究により、マントルの空白部分の一部が埋められました。このコーティングには主に 3 つの層があります。上部マントルは地殻の底（モホ面）から深さ660kmまで広がっています。遷移帯は 410 ～ 660 km の間にあり、この深さで鉱物に大きな物理的変化が起こります。

下部マントルは深さ660kmから約2,700kmまで広がっています。この時点で地震波は非常に大きな影響を受けており、ほとんどの研究者は、その下の岩石は結晶学的な組成だけでなく化学組成も異なっていたと考えています。マントルの底にある厚さ約 200 km のこの物議を醸す層には、「D ダブルプライム」という奇妙な名前が付けられています。