Hvordan ved videnskabsmand om mantlen?

Forskere observerer ikke direkte jordens mantel. Det er for varmt og for dybt til at nå med nuværende teknologi. De har dog samlet et væld af information gennem forskellige indirekte metoder:

1. Seismiske bølger:

* jordskælv: Når jordskælv sker, genererer de seismiske bølger, der bevæger sig gennem jordens lag. Forskere bruger seismografer til at registrere disse bølger. Forskellige typer bølger bevæger sig med forskellige hastigheder og påvirkes af densiteten og sammensætningen af ​​de materialer, de passerer igennem.

* analyse af seismisk bølgeadfærd: Ved at studere, hvordan seismiske bølger ændrer hastighed og retning, når de rejser gennem jorden, kan forskere udlede mantelens egenskaber. For eksempel afslører den pludselige ændring i bølgehastighed ved Mohorovičić -diskontinuiteten (MOHO), grænsen mellem skorpen og mantlen, en tydelig ændring i sammensætning og densitet.

2. Vulkanudbrud:

* Magma -prøver: Vulkaner bryder magma ud, der stammer fra mantlen. Ved at analysere den kemiske sammensætning af disse magma -prøver kan forskere få indsigt i sammensætningen og strukturen af ​​den øverste mantel.

* xenoliths: Nogle gange bringer vulkanske udbrud op stykker sten fra mantelen, kaldet xenoliths. Disse giver direkte prøver af mantelens sammensætning og mineralogi.

3. Meteoritter:

* primitive meteoritter: Nogle meteoritter er rester af det tidlige solsystem, der ligner sammensætning som jordens mantel. At studere disse meteoritter hjælper forskere med at forstå sammensætningen af ​​mantelen.

4. Laboratorieeksperimenter:

* Højtrykseksperimenter med høj temperatur: Forskere bruger specielt udstyr til at genskabe det ekstreme tryk og temperaturforhold, der findes i jordens mantel. De studerer derefter, hvordan forskellige mineraler opfører sig under disse forhold, der simulerer processerne, der forekommer i mantelen.

5. Geokemisk og isotopisk analyse:

* Sporelementer: Ved at analysere koncentrationen af ​​sporelementer i klipper og mineraler kan forskere udlede de processer, der opstod i mantelen, såsom smeltning, blanding og cirkulation.

* isotopiske underskrifter: Isotoper er forskellige former for det samme element med varierende antal neutroner. At studere de isotopiske forhold i klipper og mineraler kan afsløre alder og oprindelse af mantelmaterialer.

6. Tyngdekraft og magnetiske felter:

* tyngdekraftsanomalier: Variationer i jordens tyngdekraft kan bruges til at udlede mantelens densitet og sammensætning.

* magnetfelt: Jordens magnetfelt genereres af bevægelsen af ​​smeltet jern i den ydre kerne, som er påvirket af mantelens dynamik.

Gennem disse forskellige teknikker har forskere opbygget en omfattende forståelse af jordens mantel, på trods af at de ikke er i stand til direkte at observere den. De fortsætter med at forfine deres viden ved at kombinere disse metoder og udvikle nye teknologier til at udforske vores planetens interiør.