Երկրի թիկնոցը երկրագնդի այն մասն է, որը գտնվում է ընդերքի և միջուկի միջև։ Այն պարունակում է մոլորակի ամբողջ նյութի մեծ մասը: Մանթիայի ուսումնասիրությունը կարևոր է ոչ միայն Երկրի ներքին կառուցվածքը հասկանալու տեսանկյունից։ Այն կարող է լույս սփռել մոլորակի ձևավորման վրա, հասանելի դարձնել հազվագյուտ միացություններին և ապարներին, օգնել հասկանալ երկրաշարժերի մեխանիզմը և լիթոսֆերային թիթեղների շարժումը: Այնուամենայնիվ, թիկնոցի կազմի և առանձնահատկությունների մասին տեղեկատվություն ստանալը հեշտ չէ։ Մարդիկ դեռ չգիտեն, թե ինչպես կարելի է այդքան խորը հորեր փորել։ Երկրի թիկնոցն այժմ հիմնականում ուսումնասիրվում է սեյսմիկ ալիքների միջոցով: Եվ նաև լաբորատորիայում մոդելավորելով։
Երկրի կառուցվածքը՝ թիկնոց, միջուկ և ընդերք
Ժամանակակից հայեցակարգերի համաձայն՝ մեր մոլորակի ներքին կառուցվածքը բաժանված է մի քանի շերտերի։ Վերինը՝ ընդերքն է, հետո՝ թիկնոցն ու Երկրի միջուկը։ Կեղևը կոշտ թաղանթ է, որը բաժանված է օվկիանոսային և մայրցամաքային: Երկրի թիկնոցը նրանից բաժանված է այսպես կոչված սահմանովՄոհորովիչիչ (անունը ստացել է խորվաթ սեյսմոլոգի պատվին, ով հաստատել է դրա գտնվելու վայրը), որը բնութագրվում է սեղմման սեյսմիկ ալիքների արագությունների կտրուկ աճով։
Թաղանթը կազմում է մոլորակի զանգվածի մոտ 67%-ը։ Ժամանակակից տվյալներով այն կարելի է բաժանել երկու շերտի՝ վերին և ստորին։ Առաջինում առանձնանում է նաև Գոլիցինի շերտը կամ միջին թիկնոցը, որն անցումային գոտի է վերևից ստորին։ Ընդհանուր առմամբ, թիկնոցը տարածվում է 30-ից մինչև 2900 կմ:
Մոլորակի միջուկը, ըստ ժամանակակից գիտնականների, հիմնականում բաղկացած է երկաթ-նիկելի համաձուլվածքներից։ Այն նույնպես բաժանված է երկու մասի. Ներքին միջուկը պինդ է, շառավիղը գնահատվում է 1300 կմ։ Արտաքին - հեղուկ, ունի 2200 կմ շառավիղ։ Այս մասերի միջև տարբերվում է անցումային գոտի։
Լիտոսֆեր
Երկրի ընդերքը և վերին թիկնոցը միավորված են «լիթոսֆերա» հասկացությամբ։ Այն կոշտ պատյան է՝ կայուն և շարժական տարածքներով։ Մոլորակի պինդ թաղանթը բաղկացած է լիթոսֆերային թիթեղներից, որոնք ենթադրաբար շարժվում են ասթենոսֆերայի միջով՝ բավականին պլաստիկ շերտ, հավանաբար մածուցիկ և բարձր տաքացվող հեղուկ։ Այն վերին թիկնոցի մի մասն է։ Հարկ է նշել, որ ասթենոսֆերայի՝ որպես շարունակական մածուցիկ թաղանթի առկայությունը սեյսմոլոգիական ուսումնասիրություններով հաստատված չէ։ Մոլորակի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս բացահայտել ուղղահայաց տեղակայված մի քանի նմանատիպ շերտեր: Հորիզոնական ուղղությամբ ասթենոսֆերան, ըստ երևույթին, անընդհատ ընդհատվում է։
Մեթոդներ ուսումնասիրելու թիկնոց
Կեղևի տակ գտնվող շերտերն անհասանելի ենուսումնասիրություն. Հսկայական խորությունը, ջերմաստիճանի անընդհատ աճը և խտության աճը լուրջ խնդիր են թիկնոցի և միջուկի կազմության մասին տեղեկություններ ստանալու համար։ Այնուամենայնիվ, դեռ կարելի է պատկերացնել մոլորակի կառուցվածքը։ Մանթիան ուսումնասիրելիս երկրաֆիզիկական տվյալները դառնում են տեղեկատվության հիմնական աղբյուրներ։ Սեյսմիկ ալիքների արագությունը, էլեկտրական հաղորդունակությունը և ձգողականությունը գիտնականներին թույլ են տալիս ենթադրություններ անել հիմքում ընկած շերտերի բաղադրության և այլ հատկանիշների վերաբերյալ։
Բացի այդ, որոշ տեղեկություններ կարելի է ստանալ հրային ապարներից և թիկնոցի ապարների բեկորներից: Վերջիններս ներառում են ադամանդներ, որոնք շատ բան կարող են պատմել նույնիսկ ստորին թիկնոցի մասին։ Երկրակեղևում հանդիպում են նաև թիկնոցի ապարներ։ Նրանց ուսումնասիրությունը օգնում է հասկանալ թիկնոցի կազմը։ Այնուամենայնիվ, դրանք չեն փոխարինի անմիջապես խորը շերտերից վերցված նմուշներին, քանի որ ընդերքում տեղի ունեցող տարբեր գործընթացների արդյունքում դրանց բաղադրությունը տարբերվում է թիկնոցից։
Երկրի թիկնոց. կոմպոզիցիա
Երկնաքարերը տեղեկատվության ևս մեկ աղբյուր են այն մասին, թե ինչ է իրենից ներկայացնում թիկնոցը: Ժամանակակից պատկերացումների համաձայն՝ քոնդրիտները (մոլորակի երկնաքարերի ամենատարածված խումբը) բաղադրությամբ մոտ են երկրագնդի թիկնոցին։
Ենթադրվում է, որ այն պարունակում է տարրեր, որոնք եղել են պինդ վիճակում կամ եղել են պինդ վիճակում մոլորակի ձևավորման ժամանակ։ Դրանք ներառում են սիլիցիում, երկաթ, մագնեզիում, թթվածին և մի քանի այլ տեսակներ: Թիկնոցում դրանք միանում են սիլիցիումի երկօքսիդի հետ՝ առաջացնելով սիլիկատներ։ ATմագնեզիումի սիլիկատները գտնվում են վերին շերտում, երկաթի սիլիկատների քանակը խորության հետ մեծանում է։ Ստորին թիկնոցում այս միացությունները քայքայվում են օքսիդների (SiO2, MgO, FeO):
Գիտնականների համար առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում ժայռերը, որոնք չեն հայտնաբերվել երկրի ընդերքում: Ենթադրվում է, որ թիկնոցում կան բազմաթիվ նման միացություններ (գրոսպիդիտներ, կարբոնատիտներ և այլն):
Շերտեր
Եկեք ավելի ուշադիր նայենք թիկնոցի շերտերի երկարությանը: Ըստ գիտնականների, վերինները զբաղեցնում են երկրի մակերևույթից մոտավորապես 30-ից 400 կմ հեռավորություն: Հաջորդը անցումային գոտին է, որն ավելի է խորանում խորքերը ևս 250 կմ: Հաջորդ շերտը հատակն է: Նրա սահմանը գտնվում է մոտ 2900 կմ խորության վրա և շփվում է մոլորակի արտաքին միջուկի հետ։
Ճնշում և ջերմաստիճան
Մոլորակի մեջ խորանալով ջերմաստիճանը բարձրանում է: Երկրի թիկնոցը գտնվում է չափազանց բարձր ճնշման տակ։ Ասթենոսֆերային գոտում ջերմաստիճանի ազդեցությունը գերազանցում է, ուստի այստեղ նյութը գտնվում է այսպես կոչված ամորֆ կամ կիսահալած վիճակում։ Ավելի խորը ճնշման տակ, այն դառնում է ամուր:
Մանթիայի և Մոհորովիչի սահմանի ուսումնասիրություններ
Երկրի թիկնոցը բավականին երկար ժամանակ հետապնդում է գիտնականներին: Լաբորատորիաներում փորձեր են կատարվում ժայռերի վրա, որոնք ենթադրաբար վերին և ստորին շերտերի մաս են կազմում, ինչը թույլ է տալիս հասկանալ թիկնոցի կազմն ու առանձնահատկությունները։ Այսպիսով, ճապոնացի գիտնականները պարզել են, որ ստորին շերտը պարունակում է մեծ քանակությամբ սիլիցիում։ Վերին թիկնոցը պարունակում է ջրի պաշարներ։ Նա գալիս էերկրակեղևը, ինչպես նաև այստեղից թափանցում է մակերես։
Մոհորովիչիչի մակերեսը առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում, որի բնույթը լիովին պարզ չէ։ Սեյսմոլոգիական ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ մակերևույթից 410 կմ խորության վրա տեղի է ունենում ապարների մետամորֆիկ փոփոխություն (դրանք դառնում են ավելի խիտ), որն արտահայտվում է ալիքների արագության կտրուկ աճով։ Ենթադրվում է, որ Մոհորովիչի սահմանի տարածքում բազալտե ապարները վերածվում են էկլոգիտի։ Այս դեպքում թիկնոցի խտությունը մեծանում է մոտ 30%-ով։ Կա մեկ այլ վարկած, ըստ որի, սեյսմիկ ալիքների արագության փոփոխության պատճառը ապարների կազմի փոփոխության մեջ է։
Cikyu Hakken
2005 թվականին Ճապոնիայում կառուցվեց հատուկ սարքավորված Chikyu նավը։ Նրա առաքելությունն է Խաղաղ օվկիանոսի հատակին խորքային ջրհոր ստեղծելը: Գիտնականներն առաջարկում են վերին թիկնոցի ժայռերի և Մոհորովիչյան սահմանի նմուշներ վերցնել՝ մոլորակի կառուցվածքի հետ կապված բազմաթիվ հարցերի պատասխաններ ստանալու համար։ Նախագիծը նախատեսված է 2020 թվականին։
Հարկ է նշել, որ գիտնականներն իրենց ուշադրությունը միայն օվկիանոսների խորքերը չեն ուղղել։ Ըստ ուսումնասիրությունների՝ ծովերի հատակի ընդերքի հաստությունը շատ ավելի քիչ է, քան մայրցամաքներում։ Տարբերությունը զգալի է. օվկիանոսի ջրային սյունի տակ որոշ տարածքներում մագմա հաղթահարելու համար ընդամենը 5 կմ է մնում, մինչդեռ ցամաքում այդ ցուցանիշը հասնում է 30 կմ-ի։
Այժմ նավն արդեն աշխատում է. ստացվել են ածխի խորը կարերի նմուշներ։ Ծրագրի հիմնական նպատակի իրականացումը հնարավորություն կտա հասկանալ, թե ինչպես է դասավորված Երկրի թիկնոցը, ինչ.նյութերն ու տարրերը կազմում են նրա անցումային գոտին, ինչպես նաև պարզել մոլորակի վրա կյանքի տարածման ստորին սահմանը։
Երկրի կառուցվածքի մեր ըմբռնումը հեռու է ամբողջական լինելուց: Դրա պատճառը աղիքներ ներթափանցելու դժվարությունն է։ Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիական առաջընթացը դեռ չի կանգնում։ Գիտության առաջընթացը հուշում է, որ մոտ ապագայում մենք շատ ավելին կիմանանք թիկնոցի բնութագրերի մասին։
