Aardmantel
Die aardmantel, of kortweg mantel genoem, is die laag in die Aarde wat direk onder die aardkors lê. Die mantel begin op ’n diepte van enkele tientalle kilometers en is ongeveer 2 900 km dik. Dit beslaan sowat 83% van die Aarde se volume en 67,5% van sy massa.
Struktuur
Danksy seismologie is baie oor die interne struktuur van die mantel bekend. Seismologie is ’n tegniek wat gebruik maak van die seismiese golwe wat tydens aardbewings ontstaan. Verskille in digtheid of materiaal sorg vir verskillende seismiese snelhede waarteen dié golwe deur die Aarde voortplant. Deur die bestudering van die paaie en snelhede van golwe kan oorgange (seismiese diskontinuïteite) uitgebeeld word.
Die grenslaag tussen die kors en mantel word aangedui as die Mohorovičić-diskontinuïteit, of kortweg Moho, genoem na die Joego-Slawiese wetenskaplike Andrija Mohorovičić wat dit ontdek het. Op plekke van die Moho verander die voortplantingsnelheid van seismiese golwe skielik. Danksy dié verskynsel was Mohorovičić in staat om hierdie grenslaag aan te stip.
Die boonste deel van die mantel, tot ongeveer 80 km diep, word die litosferiese mantel genoem, en saam met die kors vorm dit die litosfeer. Die res van die mantel word op grond van reologie (die vervorming en vloei van vaste stowwe) verdeel in die swakker astenosfeer (tot sowat 300 km diep) en die sterker mesosfeer.
Benewens reologies kan die mantel ook mineralogies ingedeel word. Vanweë die groter druk op groter diepte word sommige kristalstrukture onstabiel, en die kristalroosters waaruit minerale opgebou is, gaan dan oor in ’n digter struktuur. Op ’n diepte van ongeveer 660 km ondergaan die mineraal olivien byvoorbeeld ’n faseoorgang van ’n spinelstruktuur na die digter perovskietstruktuur. Op ’n diepte van tussen 400 en 700 km vind verskeie van hierdie soort faseoorgange plaas in die belangrikste minerale in die mantel – dié sone word die manteloorgangsone genoem. Die boonste deel van die mantel word die bomantel genoem en die onderste deel die ondermantel.
Die grens tussen die mantel en die vloeibare buitekern word die Wiechert-Gutenberg-diskontinuïteit genoem. Bo dié diskontinuïteit is daar ’n oorgangsone van wisselende dikte, die D"-laag.
Omstandighede
Die temperatuur in die bomantel wissel tussen sowat 1 000 °C (by die bogrens met die kors) en 3 200 °C (in die D"-laag). By hierdie temperature sou die mantelmateriaal normaalweg vloeibaar gewees het, maar vanweë die hoë druk lê die smeltpunt in die mantel by ’n veel hoër temperatuur. Die mantel bestaan daarom uit vaste materiaal. Daar kan wel gedeeltelike smelting in die mantel plaasvind, veral in die boonste 250 km (die astenosfeer), waar die druk nie so hoog is nie. Gedeeltelik gesmelte materiaal uit die mantel sal as magma opstyg en in die kors indring. As die materiaal tot op die oppervlak opstyg, sal vulkaanaktiwiteit plaasvind.
Die mantel is nie vloeibaar nie, maar kan wel plasties vervorm. Trae konveksiestrome kan dus in die mantel plaasvind, teen ’n snelheid van ’n paar sentimeter per jaar.
Samestelling
Die samestelling van die mantel is nog nie volledig bekend nie, maar daar is wel redelike ramings. Dié ramings word gedoen deur die gemiddelde chemiese samestelling van die Aarde te neem en hieruit die samestelling van die kors en kern af te lei.
Die mantel bestaan grotendeels uit vaste materiaal – silikate waarvan die magnesium-yster-silikaat olivien (Mg,Fe)2(SiO4)) oorheers – soos blyk uit die feit dat sowel longitudinale as transversale trillings daarin voortplant. Die temperatuur, wat in die ondermantel tot 3 200 °C styg, is weliswaar hoër as die normale smeltpunt van die minerale waaruit die mantel bestaan, maar vanweë die hoë druk word die smeltpunt aansienlik verhoog.
Op sommige plekke op Aarde kan die mantel bestudeer word omdat stukke daarvan deur plaattektoniek en vulkanisme op die oppervlak beland. Mantelgesteentes bestaan meestal uit die drie minerale olivien, ortopirokseen en klinopirokseen. Meestal is daar nog fases teenwoordig, soos granaatsteen, spinel of plagioklaas, en verskeie oksiede en ertse.
Bronne
Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik uit die Nederlandse Wikipedia vertaal.
Eksterne skakels
- The Biggest Dig: Japan builds a ship to drill to the earth's mantle – Scientific American (September 2005)
