Из чего состоит мантия
Из чего состоит мантия
Точно этого не знает никто! Добыть кусочек вещества из глубоких недр — нет более заветной мечты у геологов. Сколько бы нерешенных задач сразу получило решение. Но… до этого пока далеко. Пока лишь по косвенным признакам можно обсуждать возможный состав и строение вещества мантии.
Долгое время основным материалом мантии считался оливин — хорошо знакомый многим желтоватозеленый, оливковый, а то и коричневый минерал, входящий в состав почти всех самых тяжелых горных пород Земли, когда-либо изливавшихся из недр земных расплавленной магмой.
Из оливина же в основном состоят и каменные метеориты, прилетающие к нам на Землю из космического пространства.
Некоторые ученые считают, что это остатки строительного материала, из которого образовались планеты, в том числе и наша Земля.
Прибавление
В 1741 году в городе Лейпциге вышла в свет книжка, озаглавленная «Подземное путешествие Николая Клима». В ней рассказывалось о молодом бакалавре, который возвращался домой после окончания учебы. По дороге он знакомился с достопримечательностями мест, по которым шел. Внезапно его внимание привлекла пещера, из которой доносились странные звуки. Молодой человек достал веревку и попросил двух ученых мужей, кстати оказавшихся рядом, подержать ее. После чего он спустился в бездонную пропасть…
Дальше, как водится, рассеянные ученые, увлеченные спором о том, что находится в центре Земли, упустили конец веревки, и наш бакалавр полетел вниз, во тьму неизвестности.
Трудно сказать, сколько он падал в кромешной мгле. Неожиданно тьма рассеялась, и он увидел пролетающего мимо грифона — крылатого льва с орлиной головой. Николай схватил его за шею, взгромоздился на спину чудовища и дальше продолжал уже путешествие с относительным комфортом. Никаких светил видеть ему не удавалось и тем не менее темно не было. Скоро он опустился на поверхность какой-то незнакомой планеты, которая вращалась внутри пустотелой Земли.
Это была планета Назар — двести немецких миль (около полутора тысяч километров) в окружности, населенная людьми-деревьями. Странные аборигены не имели корней и могли медленно передвигаться. Количество ветвей означало общественный ранг жителя Назара. Так, например, королевский секретарь имел двенадцать веток-рук и мог бы одновременно писать двенадцать писем сразу. Но облеченный высоким саном, он так медленно думал, что на каждый ответ уходило у него по нескольку месяцев. Впрочем, здесь все делалось медленно. Именно неспешность возводилась в ранг добродетели. Кто медленнее думает, тот и умнее.
Вокруг странной планеты вращался еще более странный спутник, населенный обезьянами… Пережив массу приключений в подземном мире, наш бакалавр был выброшен взрывом через ту же дыру обратно на Землю. И там он поспешил в родной город Берген, где его ждала прекрасная должность помощника звонаря.
Фантастика? Конечно! И не простая, а сатирическая. Написал ее превосходный писатель «отец датской литературы» Фрихер Людвиг Гольберг. Его сатира, высмеивающая хвастливых путешественников, бичующая сословные, политические и религиозные предрассудки, порядки при королевском дворе, вызвала целую бурю. Придворные священники потребовали не просто запретить книгу, но и сжечь ее рукою палача. Но сочинение тем временем уже было переведено на многие европейские языки и разлетелось по разным странам.
Пожалуй, «Подземное путешествие Николая Клима» — самое первое в литературе фантастическое путешествие к центру Земли, правда, преследующее отнюдь не познавательные цели.
В 1936 году известный английский физик и видный общественный деятель Джон Берналл предположил, что в глубине земных недр в условиях высоких температур и давлений кристаллики оливина сдавливаются, атомы переупаковываются и должны получаться кристаллы другой, большей плотности.
Аналогичную идею высказал в то же время и профессор Ленинградского горного института Владимир (Вартан) Никитович Лодочников. Он считал, что все физические свойства материи, находящейся в глубине Земли, должны изменяться.
Ученые стали испытывать оливин в лабораториях. Кубики желто-зеленого минерала сдавливали и нагревали, снова нагревали и опять сдавливали. Очень подходил оливин под давлением по сейсмическим характеристикам к веществу мантии, но… При давлениях, соответствовавших глубине примерно 400 километров, он разрушался. Значит, из него могла состоять только верхняя и частично средняя мантия. А что же входит в состав нижней?..
Советский геофизик В. А. Магницкий и американский ученый Ф. Берч выдвинули гипотезу о том, что под действием гигантских давлений и температур сложные силикатные соединения (в том числе и оливин) распадаются на простые окислы кремния, магния, железа, но в более плотной упаковке.
В это было трудно поверить. Ведь кристаллическая решетка минералов — первооснова материи. Неужели простым давлением и повышением температуры можно ее изменить?..
В 1958 году австралийский ученый А. Рингвуд вместе со своими коллегами заключил образцы оливина в могучий пресс и, нагрев их до температуры примерно в 1000 градусов, сдавил до 100 тысяч бар.
Результат оказался удивительнейшим…
Если рассмотреть кристаллик обычного оливина под электронным микроскопом, а потом построить модель упаковки его ионов кислорода, то получится ровная шестигранная призмочка. Примерно такая нарисована на рисунке. Но после опытов Рингвуда материал полностью перестраивался. Длинная призмочка с ионами кислорода в узлах превращалась в плотный приземистый кубик, соответствовавший кристаллической структуре твердой шпинели. Значит, прав был Берналл, говоря о возможности таких превращений, правы были Лодочников, Магницкий и Берч…
Кристаллические решетки минералов: А — гексагональная решетка оливина; В — кубическая решетка шпинели.
На одном из международных симпозиумов по геофизике, состоявшемся в 1963 году, советские специалисты показали зарубежным коллегам небольшие темные кристаллики непонятного вещества. Никто из геологов не мог определить, что это такое. Вроде бы кварц, а вместе с тем и не кварц. Очень уж плотен и тяжел…
Оказалось, все-таки кварц, только побывавший в условиях сильного сжатия и высокой температуры. Его получили советские ученые С. М. Стишов и С. В. Попова в лаборатории Института физики высоких давлений Академии наук СССР.
По имени одного из своих творцов новый минерал получил и название — стишовит.
Интересной оказалась находка стишовита в естественных условиях. Американцы отыскали его в кратере Аризоны, где он образовался в момент мощного удара прилетевшего метеорита о Землю.
Получалось, что вещества, из которых сложены верхние слои мантии, могут составлять и нижние ее этажи. Но при этом кристаллы под действием высоких давлений и температур переходят из одного вида в другие.
Такие превращения, когда вещество из одного состояния переходит в другое, например вода переходит из пара в жидкость, а из жидкости в лед, называются фазовыми превращениями или фазовыми переходами. Эти переходы, по-видимому, играют очень большую роль и значение в процессах, происходящих в глубоких недрах. Они помогают сегодня ученым представить себе не только состав нижней мантии, но и ядра Земли.
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
12. Почему коронационная мантия священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями.
12. Почему коронационная мантия священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями. рис.1.3.27На рис.1.3.27 представлена известная коронационная Мантия Священной Римской империи. Мы нашли ее изображение в разделе под названием «Регалии Священной Римской
Из чего состоит ядро Земли
Из чего состоит ядро Земли Идей о строении ядра Земли было высказано бесчисленное множество. Дмитрий Иванович Соколов — русский геолог и академик — говорил, что вещества внутри Земли распределяются, словно шлак и металл в плавильной печи.Это образное сравнение не раз
4. ПОЧЕМУ КОРОНАЦИОННАЯ МАНТИЯ СВЯЩЕННОЙ РИМСКОЙ ИМПЕРИИ ПОКРЫТА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО АРАБСКИМИ НАДПИСЯМИ
4. ПОЧЕМУ КОРОНАЦИОННАЯ МАНТИЯ СВЯЩЕННОЙ РИМСКОЙ ИМПЕРИИ ПОКРЫТА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО АРАБСКИМИ НАДПИСЯМИ На рис. П4.6 представлена известная коронационная Мантия Священной Римской империи. Мы нашли ее изображение в разделе под названием «Регалии Священной Римской империи
3. Почему коронационная мантия Священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями
3. Почему коронационная мантия Священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями На рис. 233 представлена известная коронационная Мантия Священной Римской империи. Мы нашли ее изображение в редкой книге — переведенной с немецкого Всемирной истории XIX
Глава 2. Мантия Цезаря
Глава 2. Мантия Цезаря Убийство Цезаря. Цезарь остается господином. Замешательство в Риме. Политика заговорщиков.Шекспир уверял, что Цезарь сразу пал под ударами мечей своих врагов. Ничего подобного не было на самом деле. Ни один из великих исторических деятелей, павших от
Глава 2 Мантия Цезаря
Глава 2 Мантия Цезаря Убийство Цезаря. Цезарь остается господином. Замешательство в Риме. Политика заговорщиков Шекспир уверял, что Цезарь сразу пал под ударами мечей своих врагов. Ничего подобного не было на самом деле. Ни один из великих исторических деятелей, павших от
3. Почему коронационная мантия Священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями
3. Почему коронационная мантия Священной Римской империи покрыта исключительно арабскими надписями На рис. 3.12 представлена известная коронационная Мантия Священной Римской империи. Мы нашли ее изображение в разделе под названием «Регалии Священной Римской империи
История состоит из имен
История состоит из имен В моем очерке очень много имен. Но тому есть свое объяснение.Kaк-то позвонил мне приятель и спросил, правда ли, что Целинограду вернули старое название — Акмола. (Сейчас — Астана.) И верно ли, что в переводе это — Белые могилы? Какое-то странное
История состоит из имен
История состоит из имен В моем очерке очень много имен. Но тому есть свое объяснение.Как-то позвонил мне приятель и спросил, правда ли, что Целинограду вернули старое название — Акмола. (Сейчас — Астана.) И верно ли, что в переводе это — Белые могилы? Какое-то странное
История состоит из множества загадок
История состоит из множества загадок (перелистывая книгу Владимира Чурова)Еще раньше, чем книга Владимира Чурова, толчок к этому разговору дал поиск сюжетов совсем к другому, еще не завершенному повествованию – исторической фантасмагории «Призраки Главного штаба». В
Чего хотят и чего боятся наши либеральные буржуа?
Чего хотят и чего боятся наши либеральные буржуа? У нас в России политическое воспитание народа и интеллигенции совсем еще ничтожно. У нас ясные политические убеждения и твердые партийные воззрения совсем еще почти не выработаны. У нас слишком легко берут на веру любой
9. Из чего состоит проявитель и фиксаж
9. Из чего состоит проявитель и фиксаж В современной фотографии применяется множество самых разнообразных химических веществ и растворов. С помощью одних можно усилить изображение на негативе, если оно почему-либо получилось слишком бледным или, наоборот, ослабить его,