Was ist die Mantelkonvektion?
Mantelkonvektion ist der Prozess, durch den Wärme aus dem Erdkern nach oben auf die Oberfläche übertragen wird. Es wird angenommen, dass das Erhitzen des Mantels durch den Kern Konvektionszellen erzeugt, in denen heißes Mantelmaterial aufsteigt und sich in Richtung der Kruste abkühlt, bis es weniger dichtes Material erreicht, an diesem Punkt ausbreitet er sich dann hinab. Ähnliche Prozesse können in jeder Flüssigkeit über einer heißen oder warmen Oberfläche beobachtet werden - zum Beispiel in der Atmosphäre. Es wird angenommen, dass die Mantelkonvektion sowohl für die Plattentektonik und die kontinentale Drift als auch für den Vulkanismus verantwortlich ist.
Die Erde besteht aus drei Hauptschichten: dem Kern, dem Mantel und der Kruste. Es wird angenommen, dass der Kern hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht, jedoch mit einem hohen Anteil an radioaktiven Elementen; Der Zerfall dieser Elemente sowie die Wärme, die von der Bildung der Erde übrig geblieben ist, halten Sie den Kern bei hoher Temperatur - angenommen zwischen 5.432 und 10.832 ° F (3.000 und 6.000 ° C). Über dem Kern befindet sich der Mantel, a laYer von heißem Metall -Silikatmaterial 1.800 Meilen (2.900 km) dick, als im oberen Reichweiten im Wesentlichen flüssige Flüssigkeit angesehen, aber möglicherweise fest unteren. Die oberste Schicht ist die Kruste, eine feste Schicht aus weniger dichter Material, die auf dem Mantel schwebt. Dies besteht aus einer ozeanischen Kruste-dem Meeresboden-6-11 km dicke und kontinentale Kruste, 30 km dick.
Die Kruste wird in Kontinentalplatten eingebrochen, die sich in der gesamten geologischen Geschichte in Bezug aufeinander langsam zueinander bewegt haben, sich unter dem Einfluss von Konvektionsprozessen innerhalb des Mantels zusammengetan und zusammengeschlossen. Es wird vermutet, dass die Ausbreitungsbewegung nach außen, wenn sich ein steigendes Mantelmaterial der Kruste nähert, die Krustenabschnitte auf beiden Seiten auseinander bewegen. Der Atlantische Ozean hat sich auf diese Weise gebildet und der Prozess wird bis heute fortgesetzt, wobei die neue ozeanische Kruste vom Mantel gebildet wirdMaterial entlang des mittleren Atlantikkamms. Es gibt auch eine Reihe von „Hot Spots“, an denen Mantelmaterial an der Oberfläche neues Land bildet - zum Beispiel Island und Hawaii. In einigen Gebieten können Abschnitte der ozeanischen Kruste wie der Westküste Südamerikas unter die kontinentale Kruste gleiten und tief in den Mantel hinuntersteigen. Diese sind als Subduktionszonen bekannt.
Während die Bewegung von tektonischen Platten gut etabliert und durch beobachtbare Beweise unterstützt wird, können die Prozesse innerhalb des Erdmantels, die die Tektonik antreiben, nicht direkt untersucht werden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass dort Konvektionsprozesse am Arbeit sind, aber ihre genaue Natur bleibt unklar. Untersuchungen zur Mantelkonvektion müssen indirekte Methoden anwenden, wie das Verhalten seismischer Wellen und die chemische Analyse von Mantelmaterial, die durch vulkanische Aktivität an der Oberfläche extrudiert wurde. Es wurde festgestellt, dass Proben von Mantelmaterial, die von verschiedenen Stellen entnommen wurdenOm sich gegenseitig. Dies scheint in Konflikt mit theoretischen Modellen zu stehen, bei denen die Konvektion durch die gesamte Tiefe des Mantels stattfindet, da dies zu einer gründlichen Mischung von Material führen sollte, was zu einem chemisch homogenen Magma führt.
Eine Theorie der Mantelkonvektion muss die variable chemische Zusammensetzung von Mantelmaterial erklären, während sie mit anderen Beobachtungen und physikalischen Einschränkungen hinsichtlich der Struktur des Mantels übereinstimmen. In einigen Modellen gibt es unterschiedliche Schichten, wobei die Konvektion in der oberen Schicht stattfindet und Materialfahnen, die aus der unteren Schicht steigen. Andere beinhalten „Blobs“ alter, tiefes Material, das im oberen Mantel schwebt. Eine unvollständige Mischung einer unterbeulen ozeanischen Kruste mit Mantelmaterial kann ebenfalls eine Rolle spielen. Die Mantelkonvektion ist ein Bereich der aktiven Forschung und es gibt ab 2011 keinen Konsens über die Details des Prozesses.