Vad är mantelkonvektion?
mantelkonvektion är processen genom vilken värme från jordens kärna överförs uppåt till ytan. Man tror att uppvärmningen av manteln av kärnan skapar konvektionsceller där varmt mantelmaterial stiger, kylning som det går, mot jordskorpan tills den når mindre tät material, vid vilken tidpunkt det sprider sig sedan sjunker. Liknande processer kan observeras i vilken vätska som helst över en varm eller varm yta - till exempel atmosfären. Mantelkonvektion antas vara ansvarig för plattaktonik och kontinental drift samt vulkanism.
Jorden består av tre huvudlager: kärnan, manteln och skorpan. Kärnan tros vara huvudsakligen sammansatt av järn och nickel, men med en hög andel radioaktiva element; Förfallet av dessa element, tillsammans med värme kvar från jordens bildning, håller kärnan vid en hög temperatur - som tros vara mellan 5 432 och 10 832 ° F (3 000 och 6 000 ° C.Yer av varm metallsilikatmaterial 1 800 miles (2 900 km) tjockt, tros vara väsentligen flytande i dess övre räckvidd, men eventuellt fast nedre ner. Det översta skiktet är skorpan, ett fast lager av mindre tätt material som flyter på manteln. Detta består av oceanisk skorpa-havsbotten-4-7 mil (6-11 km) tjock och kontinental skorpa, 30 km (30 km) tjock.
Skorpan är uppdelad i kontinentala plattor, som, under geologisk historia, långsamt har rört sig relativt varandra, delat och sammanfogat, förmodligen under påverkan av konvektionsprocesser i manteln. Man tror att där ett stigande mantelmaterial närmar sig skorpan, orsakar den yttre spridningsrörelsen sektionerna av skorpan på vardera sidan att röra sig isär. Atlanten tros ha bildats på detta sätt och processen fortsätter idag, med ny oceanisk skorpa bildas av MantleMaterial längs Mid-Atlantic Ridge. Det finns också ett antal "hot spots" där mantelmaterial bildar nytt land på ytan - till exempel Island och Hawaii. I vissa områden - som Västkusten i Sydamerika - kan delar av oceanisk skorpa glida under den kontinentala skorpan och stiga djupt in i manteln; Dessa är kända som subduktionszoner.
Medan rörelsen av tektoniska plattor är väl etablerade och stödda av observerbara bevis, kan de processer som pågår inom jordens mantel som driver tektonik inte utredas direkt. Det verkar mycket troligt att konvektionsprocesser arbetar där, men deras exakta natur förblir oklar. Undersökningar av mantelkonvektion måste använda indirekta metoder, såsom beteendet hos seismiska vågor och kemisk analys av mantelmaterial som har extruderats vid ytan genom vulkanaktivitet. Prover av mantelmaterial taget från olika platser har visat sig skilja sig kemiskt from varandra. Detta verkar vara i konflikt med teoretiska modeller där konvektion sker genom hela mantelns djup eftersom detta borde leda till grundlig blandning av material, vilket resulterar i en kemiskt homogen magma.
En teori om mantelkonvektion måste förklara den variabla kemiska sammansättningen av mantelmaterial samtidigt som man överensstämmer med andra observationer och fysiska begränsningar när det gäller mantelens struktur. I vissa modeller finns det distinkta skikt, med konvektion som äger rum i det övre skiktet och materialplommor som stiger upp från det nedre skiktet. Andra involverar "klumpar" av forntida, djupt material som flyter i den övre manteln. Ofullständig blandning av underliggande oceanisk skorpa med mantelmaterial kan också spela en roll. Mantelkonvektion är ett område med aktiv forskning och det finns från och med 2011 ingen konsensus om detaljerna i processen.