โลกทำมาจากอะไร? แมนเทิลชั้นบนของโลก: องค์ประกอบ อุณหภูมิ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ เลเยอร์แมนเทิลชั้นบน

ใต้เปลือกโลกเป็นชั้นถัดไปที่เรียกว่าแมนเทิล มันล้อมรอบแกนกลางของโลกและมีความหนาเกือบสามพันกิโลเมตร โครงสร้างของเนื้อโลกมีความซับซ้อนมากดังนั้นจึงต้องมีการศึกษาอย่างละเอียด

เสื้อคลุมและคุณสมบัติของมัน

ชื่อของเปลือกหอยนี้ (จีโอสเฟียร์) มาจากคำภาษากรีก แปลว่า เสื้อคลุมหรือผ้าห่ม อันที่จริง เสื้อคลุมก็เหมือนผ้าห่มที่ห่อหุ้มแกนกลางไว้ คิดเป็นประมาณ 2/3 ของมวลโลกและประมาณ 83% ของปริมาตร

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าอุณหภูมิเปลือกไม่เกิน 2,500 องศาเซลเซียส ความหนาแน่นในชั้นต่างๆ แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ: ในส่วนบนสูงถึง 3.5 ตัน/ลูกบาศก์เมตร และในส่วนล่าง – 6 ตัน/ลูกบาศก์เมตร เสื้อคลุมประกอบด้วยสารผลึกแข็ง (แร่ธาตุหนักที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็กและแมกนีเซียม) ข้อยกเว้นประการเดียวคือแอสเทโนสเฟียร์ซึ่งอยู่ในสถานะกึ่งหลอมเหลว

โครงสร้างเปลือก

ทีนี้เรามาดูโครงสร้างของเนื้อโลกกันดีกว่า geosphere ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้:

• เสื้อคลุมชั้นบนหนา 800-900 กม.
• แอสเทโนสเฟียร์;
• เนื้อโลกตอนล่างหนาประมาณ 2,000 กิโลเมตร

เสื้อคลุมชั้นบนเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลกที่อยู่ใต้เปลือกโลกและเข้าสู่เปลือกโลก ในทางกลับกันมันถูกแบ่งออกเป็นชั้น asthenosphere และชั้น Golitsin ซึ่งมีลักษณะของความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เปลือกโลกส่วนนี้มีอิทธิพลต่อกระบวนการต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก การแปรสภาพ และแม็กมาทิซึม เป็นที่น่าสังเกตว่าโครงสร้างของมันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัตถุเปลือกโลกที่อยู่ใต้

แอสทีโนสเฟียร์ ชื่อของชั้นกลางของเปลือกหอยแปลจากภาษากรีกว่า "ลูกอ่อน" จีโอสเฟียร์ซึ่งจัดอยู่ในส่วนบนของเนื้อโลกและบางครั้งถูกแยกออกเป็นชั้นที่แยกจากกัน มีลักษณะเฉพาะคือมีความแข็ง ความแข็งแรง และความหนืดลดลง ขอบเขตด้านบนของ asthenosphere อยู่ใต้เส้นสุดขีดของเปลือกโลกเสมอ: ใต้ทวีป - ที่ความลึก 100 กม. ใต้ก้นทะเล - 50 กม. เส้นล่างตั้งอยู่ที่ระดับความลึก 250-300 กม. แอสทีโนสเฟียร์เป็นแหล่งกำเนิดหลักของแมกมาบนโลก และการเคลื่อนที่ของสสารอสัณฐานและพลาสติกถือเป็นสาเหตุของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกในระนาบแนวนอนและแนวตั้ง แม็กมาติซึม และการแปรสภาพของเปลือกโลก

นักวิทยาศาสตร์รู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับส่วนล่างของเนื้อโลก เชื่อกันว่าที่ขอบของแกนกลางจะมีชั้นพิเศษ D ซึ่งชวนให้นึกถึงแอสเทโนสเฟียร์ มีลักษณะเป็นอุณหภูมิสูง (เนื่องจากอยู่ใกล้แกนร้อน) และความหลากหลายของสาร องค์ประกอบของมวลประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิล

องค์ประกอบของเนื้อโลก

นอกจากโครงสร้างของเนื้อโลกแล้วองค์ประกอบของมันยังน่าสนใจอีกด้วย ธรณีสเฟียร์ถูกสร้างขึ้นโดยหินโอลีวีนและหินอัลตราเบสิก (เพอริโดไทต์ เพอร์รอฟสกี้ ดันไนต์) แต่ก็มีหินพื้นฐาน (อีโคไซต์) อยู่ด้วย เป็นที่ยอมรับกันว่าเปลือกหอยประกอบด้วยพันธุ์หายากซึ่งไม่พบในเปลือกโลก (grospidites, phlogopite peridotites, carbonatites)

ถ้าเราพูดถึงองค์ประกอบทางเคมี เสื้อคลุมก็จะมีความเข้มข้นต่างกันออกไป เช่น ออกซิเจน แมกนีเซียม ซิลิคอน เหล็ก อลูมิเนียม แคลเซียม โซเดียม และโพแทสเซียม รวมถึงออกไซด์ของพวกมันด้วย

เสื้อคลุมและการศึกษา - วิดีโอ

เปลือกโลกเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของโลก เนื่องจากที่นี่เป็นที่ที่สสารส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ มีความหนากว่าส่วนประกอบอื่นๆ มากและกินพื้นที่ส่วนใหญ่ประมาณ 80% นักวิทยาศาสตร์ได้ทุ่มเทเวลาส่วนใหญ่ในการศึกษาส่วนนี้ของโลก

โครงสร้าง

นักวิทยาศาสตร์สามารถคาดเดาได้เพียงโครงสร้างของเนื้อโลกเท่านั้น เนื่องจากไม่มีวิธีการใดที่จะตอบคำถามนี้ได้ชัดเจน แต่การวิจัยทำให้สามารถสรุปได้ว่าบริเวณนี้ของโลกของเราประกอบด้วยชั้นต่างๆ ดังต่อไปนี้:

• ครั้งแรกภายนอก - ครอบคลุมพื้นผิวโลก 30 ถึง 400 กิโลเมตร
• เขตเปลี่ยนผ่านซึ่งตั้งอยู่ด้านหลังชั้นนอกทันทีตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ามันลึกประมาณ 250 กิโลเมตร
• ชั้นล่างสุดยาวที่สุดประมาณ 2,900 กิโลเมตร มันเริ่มต้นหลังจากโซนเปลี่ยนผ่านและตรงไปยังแกนกลาง

ควรสังเกตว่าในชั้นเปลือกโลกมีหินที่ไม่อยู่ในเปลือกโลก

สารประกอบ

ดำเนินไปโดยไม่ได้บอกว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้อย่างแน่ชัดว่าเปลือกโลกของเราประกอบด้วยอะไรบ้าง เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงที่นั่น ดังนั้นทุกสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จัดการเพื่อศึกษาจึงเกิดขึ้นได้ด้วยความช่วยเหลือของชิ้นส่วนของพื้นที่นี้ซึ่งปรากฏบนพื้นผิวเป็นระยะ

ดังนั้น หลังจากการศึกษาหลายชุด จึงเป็นไปได้ที่จะพบว่าส่วนนี้ของโลกเป็นสีเขียวดำ องค์ประกอบหลักคือหินที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีดังต่อไปนี้:

• ซิลิคอน;
• แคลเซียม;
• แมกนีเซียม;
• เหล็ก;
• ออกซิเจน

ในลักษณะที่ปรากฏและในบางแง่มุมแม้จะอยู่ในองค์ประกอบก็คล้ายกับอุกกาบาตหินซึ่งตกลงมาบนโลกของเราเป็นระยะ

สารที่อยู่ในเนื้อโลกนั้นเป็นของเหลวและมีความหนืด เนื่องจากอุณหภูมิในบริเวณนี้สูงกว่าหลายพันองศา เมื่อเข้าใกล้เปลือกโลกมากขึ้น อุณหภูมิจะลดลง ดังนั้นจึงมีวัฏจักรบางอย่างเกิดขึ้น - มวลที่เย็นลงแล้วจะลดลงและมวลที่ได้รับความร้อนถึงขีด จำกัด จะเพิ่มขึ้นดังนั้นกระบวนการ "ผสม" จึงไม่หยุดนิ่ง

กระแสความร้อนดังกล่าวจะตกลงสู่เปลือกโลกของโลกเป็นระยะซึ่งมีภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นคอยช่วยเหลือ

วิธีการศึกษา

ดำเนินไปโดยไม่ได้บอกว่าชั้นต่างๆ ที่อยู่ลึกลงไปนั้นค่อนข้างยากในการศึกษา และไม่เพียงเพราะไม่มีเทคโนโลยีดังกล่าวเท่านั้น กระบวนการนี้ซับซ้อนยิ่งขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเกือบตลอดเวลาและในขณะเดียวกันความหนาแน่นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าในกรณีนี้ความลึกของชั้นเป็นปัญหาน้อยที่สุด

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีความก้าวหน้าในการศึกษาประเด็นนี้ เพื่อศึกษาพื้นที่นี้ของโลกของเรา ตัวชี้วัดทางธรณีฟิสิกส์ถูกเลือกเป็นแหล่งข้อมูลหลัก นอกจากนี้ ในระหว่างการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ยังใช้ข้อมูลต่อไปนี้:

• ความเร็วคลื่นแผ่นดินไหว
• แรงโน้มถ่วง;
• ลักษณะและตัวชี้วัดการนำไฟฟ้า
• การศึกษาหินอัคนีและเศษเนื้อโลกซึ่งหาได้ยากแต่ยังคงพบเห็นได้บนพื้นผิวโลก

ในส่วนหลังเป็นเพชรที่สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษจากนักวิทยาศาสตร์ - ในความเห็นของพวกเขาเมื่อศึกษาองค์ประกอบและโครงสร้างของหินก้อนนี้เราสามารถค้นพบสิ่งที่น่าสนใจมากมายแม้กระทั่งเกี่ยวกับชั้นล่างของเสื้อคลุมด้วยซ้ำ

บางครั้งจะพบหินเนื้อโลก การศึกษาสิ่งเหล่านี้ยังช่วยให้ได้รับข้อมูลอันมีค่า แต่การบิดเบือนจะยังคงปรากฏอยู่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากระบวนการต่าง ๆ เกิดขึ้นในเปลือกโลกซึ่งค่อนข้างแตกต่างจากที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของโลกของเรา

เราควรพูดถึงเทคนิคที่นักวิทยาศาสตร์พยายามหาหินเนื้อโลกดั้งเดิมแยกกัน ดังนั้นในปี 2548 เรือพิเศษจึงถูกสร้างขึ้นในญี่ปุ่นซึ่งตามที่ผู้พัฒนาโครงการระบุเองจะสามารถสร้างสถิติที่ลึกล้ำได้ ขณะนี้งานยังอยู่ในระหว่างดำเนินการและมีกำหนดเริ่มโครงการในปี 2563 เหลือเวลาอีกไม่มากให้รอ

ขณะนี้การศึกษาโครงสร้างของเสื้อคลุมทั้งหมดเกิดขึ้นภายในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ได้ยืนยันแล้วว่าชั้นล่างสุดของส่วนนี้ของโลกประกอบด้วยซิลิคอนเกือบทั้งหมด

ความดันและอุณหภูมิ

การกระจายแรงดันภายในเนื้อโลกมีความคลุมเครือ เช่นเดียวกับระบบอุณหภูมิ แต่สิ่งแรกสุดต้องมาก่อน เนื้อโลกมีน้ำหนักมากกว่าครึ่งหนึ่งของน้ำหนักโลก หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้นคือ 67% ในพื้นที่ใต้เปลือกโลก ความดันจะอยู่ที่ประมาณ 1.3-1.4 ล้านเอทีเอ็ม ในขณะที่ควรสังเกตว่าในบริเวณที่มีมหาสมุทรอยู่ ระดับความดันจะลดลงอย่างมาก

สำหรับระบอบอุณหภูมิ ข้อมูลที่นี่มีความคลุมเครือโดยสิ้นเชิงและขึ้นอยู่กับสมมติฐานทางทฤษฎีเท่านั้น ดังนั้นบริเวณโคนเนื้อโลกคาดว่าจะมีอุณหภูมิประมาณ 1,500-10,000 องศาเซลเซียส โดยทั่วไป นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าระดับอุณหภูมิในส่วนนี้ของโลกอยู่ใกล้กับจุดหลอมเหลวมากกว่า

เปลือกซิลิเกตของโลกหรือเนื้อโลกตั้งอยู่ระหว่างฐานของเปลือกโลกกับพื้นผิวแกนโลกที่ระดับความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตร โดยทั่วไปตามข้อมูลแผ่นดินไหว แมนเทิลจะแบ่งออกเป็นส่วนบน (ชั้น B) จนถึงความลึก 400 กม. ชั้นเปลี่ยนผ่าน Golitsyn (ชั้น C) ในช่วงความลึก 400-1,000 กม. และชั้นล่าง (ชั้น D) โดยมีฐานที่ความลึกประมาณ 2,900 กม. ใต้มหาสมุทรในเนื้อโลกตอนบนยังมีชั้นความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นแผ่นดินไหวที่ลดลง - ท่อนำคลื่นกูเทนแบร์ก ซึ่งมักจะระบุได้ว่าอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งวัสดุเนื้อโลกอยู่ในสภาพหลอมละลายบางส่วน ภายใต้ทวีปต่างๆ ตามกฎแล้วเขตความเร็วต่ำจะไม่แตกต่างหรือแสดงออกอย่างอ่อนแรง

แมนเทิลส่วนบนมักจะประกอบด้วยส่วนใต้เปลือกโลกของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งวัสดุแมนเทิลจะถูกทำให้เย็นลงและตกผลึกโดยสมบูรณ์ ใต้มหาสมุทรความหนาของเปลือกโลกจะแตกต่างกันไปจากศูนย์ภายใต้เขตความแตกแยกเป็น 60-70 กม. ใต้แอ่งลึกของมหาสมุทร ภายใต้ทวีปความหนาของเปลือกโลกสามารถเข้าถึงได้ 200-250 กม.

ข้อมูลของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของเนื้อโลกและแกนโลก รวมถึงสถานะของสสารในธรณีสเฟียร์เหล่านี้ได้มาจากการสำรวจแผ่นดินไหวเป็นหลัก โดยการตีความภาพโฮโดกราฟคลื่นแผ่นดินไหวโดยคำนึงถึงสมการอุทกสถิตที่รู้จักซึ่งเกี่ยวข้องกับการไล่ระดับความหนาแน่นและการแพร่กระจาย ความเร็วของคลื่นตามยาวและคลื่นเฉือนในตัวกลาง เทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักธรณีฟิสิกส์ชื่อดัง G. Jeffries, B. Gutenberg และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง K. Bullen ย้อนกลับไปในช่วงกลางทศวรรษที่ 40 จากนั้น K. Bullen และนักแผ่นดินไหววิทยาคนอื่นๆ ก็ได้ปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ การกระจายความหนาแน่นในเนื้อโลกที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีนี้สำหรับแบบจำลองที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของโลกหลายแบบจำลอง เมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลเกี่ยวกับการบีบอัดแรงกระแทกของซิลิเกต (รุ่น NS-1) จะแสดงไว้ในรูปที่ 1 10.

รูปที่ 10.
1 - แบบจำลองของ Naimark-Sorokhtin (1977a); 2 - รุ่น Bullen A1 (1966); 3 – แบบจำลองของ Zharkov “Earth-2” (Zharkov et al., 1971); 4 - การคำนวณข้อมูลของ Pankov และ Kalinin (1975) ใหม่เกี่ยวกับองค์ประกอบของ lherzolites ที่มีการกระจายอุณหภูมิแบบอะเดียแบติก

ดังที่เห็นจากภาพ ความหนาแน่นของเนื้อโลกส่วนบน (ชั้น B) เพิ่มขึ้นตามความลึกจาก 3.3-3.32 เป็นประมาณ 3.63-3.70 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 3 ที่ความลึกประมาณ 400 กิโลเมตร นอกจากนี้ในชั้นการเปลี่ยนผ่าน Golitsyn (ชั้น C) การไล่ระดับความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเป็น 4.55-4.65 g/cm 3 ที่ความลึก 1,000 กม. ชั้น Golitsyn ค่อยๆ ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกส่วนล่าง ความหนาแน่นที่ราบรื่น (ตามกฎเชิงเส้น) เพิ่มขึ้นเป็น 5.53-5.66 g/cm 3 ที่ความลึกของฐานประมาณ 2,900 กม.

การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของเสื้อคลุมที่มีความลึกนั้นอธิบายได้โดยการบดอัดของสารภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันที่เพิ่มมากขึ้นของชั้นเสื้อคลุมที่อยู่ด้านบนถึงค่า 1.35-1.40 Mbar ที่ฐานของเสื้อคลุม การบดอัดซิลิเกตของวัสดุปกคลุมที่เห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกิดขึ้นในช่วงความลึก 400-1,000 กม. ดังที่ A. Ringwood แสดงให้เห็น ที่ระดับความลึกเหล่านี้แร่ธาตุจำนวนมากต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงแบบหลายสัณฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แร่ธาตุที่พบมากที่สุดในเนื้อโลก คือ โอลิวีน จะได้โครงสร้างผลึกของสปิเนล และไพร็อกซีนจะได้อิลเมไนต์ จากนั้นจึงได้โครงสร้างเพอร์รอฟสไกต์ที่มีความหนาแน่นสูง ที่ระดับความลึกที่มากขึ้น ซิลิเกตส่วนใหญ่ (ยกเว้นเอนสเตไทต์ที่เป็นไปได้) จะสลายตัวเป็นออกไซด์อย่างง่ายโดยมีอะตอมหนาแน่นที่สุดในผลึกที่สอดคล้องกัน

ข้อเท็จจริงของการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกและการเคลื่อนตัวของทวีปแสดงให้เห็นอย่างน่าเชื่อว่ามีการเคลื่อนไหวแบบพาความร้อนที่รุนแรงในเสื้อคลุมซึ่งผสมผสานเรื่องทั้งหมดของ geosphere นี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกในช่วงชีวิตของโลก จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าองค์ประกอบของเนื้อโลกทั้งบนและล่างโดยเฉลี่ยเท่ากัน อย่างไรก็ตามองค์ประกอบของเนื้อโลกชั้นบนนั้นถูกกำหนดอย่างมั่นใจจากการค้นพบหินอุลตร้ามาฟิกของเปลือกโลกมหาสมุทรและองค์ประกอบของสารเชิงซ้อนโอฟิโอไลต์ การศึกษาโอฟิโอไลต์ของเข็มขัดพับและหินบะซอลต์ของหมู่เกาะในมหาสมุทร A. Ringwood ย้อนกลับไปในปี 2505 เสนอองค์ประกอบสมมุติของเสื้อคลุมส่วนบนซึ่งเขาเรียกว่าไพโรไลต์ซึ่งได้มาจากการผสมเพอริโดไทต์ประเภทอัลไพน์สามส่วน - ฮับส์บูร์กกับส่วนหนึ่งของหินบะซอลต์ฮาวาย ริงวูดไพโรไลต์มีองค์ประกอบใกล้เคียงกับแอลเฮอร์โซไลต์ในมหาสมุทรที่ศึกษาโดยละเอียดโดย L.V. ดมิทรีเยฟ (1969, 1973) แต่ตรงกันข้ามกับไพโรไลต์ แอลเฮอร์โซไลท์ในมหาสมุทรไม่ใช่ส่วนผสมของหินสมมุติ แต่เป็นหินปกคลุมจริงที่โผล่ขึ้นมาจากเสื้อคลุมในบริเวณรอยแยกของโลกและสัมผัสกับรอยเลื่อนของการเปลี่ยนแปลงใกล้กับโซนเหล่านี้ นอกจากนี้ L.V. Dmitriev ยังแสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์ของหินบะซอลต์ในมหาสมุทรและหินบะซอลต์ที่เหลือ (ที่เหลือหลังจากการถลุงหินบะซอลต์) ฮาร์ซเบิร์กที่สัมพันธ์กับ lherzolites ในมหาสมุทร ดังนั้นจึงพิสูจน์ความเป็นอันดับหนึ่งของ lherzolites ซึ่งส่งผลให้หินบะซอลต์ tholeiitic ของสันเขากลางมหาสมุทรถูกหลอม และเก็บรักษาไว้ในส่วนที่เหลือของแร่ฮาร์ซเบอร์ไธต์ที่เหลือ ดังนั้นองค์ประกอบที่ใกล้เคียงที่สุดกับองค์ประกอบของเนื้อโลกส่วนบนและดังนั้นเนื้อโลกทั้งหมดจึงสอดคล้องกับ lherzolite ในมหาสมุทรที่อธิบายโดย L.V. Dmitriev องค์ประกอบที่ได้รับในตาราง 1.

ตารางที่ 1. องค์ประกอบของโลกสมัยใหม่และสสารบนบกปฐมภูมิ
อ้างอิงจาก A. B. Ronov และ A. A. Yaroshevsky (1976); (2) แบบจำลองของเราใช้ข้อมูลจาก L.V. Dmitriev (1973) และ A. Ringwood (Ringwood, 1966) (3) เอช. ยูเรย์, เอช. เครก (1953); (4) Florensky K.P. , Bazilevsky F.T. และคณะ 1981

ออกไซด์	องค์ประกอบของเปลือกโลกทวีป (1)	แบบจำลองส่วนประกอบของเนื้อโลก (2)	แบบจำลององค์ประกอบแกนโลก	องค์ประกอบของสสารปฐมภูมิของโลก (การคำนวณ)	องค์ประกอบเฉลี่ยของคอนไดรต์ (3)	องค์ประกอบเฉลี่ยของคาร์บอน chondrites (4)
SiO2	59,3	45,5	—	30,78	38,04	33,0
TiO2	0,7	0,6	—	0,41	0,11	0,11
อัล2O3	15,0	3,67	—	2,52	2,50	2,53
เฟ2O3	2,4	4,15	—	—	—	—
เฟ2O	5,6	4,37	49,34	22,76	12,45	22,0
เอ็มเอ็นโอ	0,1	0,13	—	0,09	0,25	0,24
มก	4,9	38,35	—	25,77	23,84	23,0
แคลเซียมโอ	7,2	2,28	—	1,56	1,95	2,32
นา2O	2,5	0,43	—	0,3	0,95	0,72
เคทูโอ	2,1	0,012	—	0,016	0,17	—
Cr2O3	—	0,41	—	0,28	0,36	0,49
P2O5	0,2	—	—	—	—	0,38
นิโอ	—	0,1	—	0,07	—	—
เฟส	—	—	6,69	2,17	5,76	13,6
เฟ	—	—	43,41	13,1	11,76	—
นิ	—	—	0,56	0,18	1,34	—
ผลรวม	100,0	100,0	100,0	100,0	99,48	98,39

นอกจากนี้การรับรู้การมีอยู่ของการเคลื่อนที่แบบพาความร้อนในเสื้อคลุมทำให้สามารถกำหนดระบอบอุณหภูมิได้เนื่องจากในระหว่างการพาความร้อนการกระจายของอุณหภูมิในเสื้อคลุมควรใกล้เคียงกับอะเดียแบติกนั่นคือ เป็นอันที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างปริมาตรแมนเทิลที่อยู่ติดกันซึ่งสัมพันธ์กับการนำความร้อนของสาร ในกรณีนี้การสูญเสียความร้อนจากเสื้อคลุมเกิดขึ้นเฉพาะในชั้นบนเท่านั้น - ผ่านเปลือกโลกซึ่งมีการกระจายอุณหภูมิซึ่งแตกต่างจากอะเดียแบติกอย่างมากอยู่แล้ว แต่การกระจายตัวของอุณหภูมิอะเดียแบติกนั้นคำนวณได้ง่ายจากพารามิเตอร์ของวัสดุเนื้อโลก

เพื่อทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับองค์ประกอบที่เหมือนกันของเนื้อโลกส่วนบนและส่วนล่าง ความหนาแน่นของเลอร์โซไลต์ในมหาสมุทรที่เพิ่มขึ้นในรอยเลื่อนการแปรสภาพของแนวสันเขาคาร์ลสเบิร์กในมหาสมุทรอินเดีย คำนวณโดยใช้วิธีการบีบอัดกระแทกของซิลิเกตจนถึงแรงดันประมาณ 1.5 มิลลิบาร์ สำหรับ "การทดลอง" ดังกล่าว ไม่จำเป็นต้องบีบอัดตัวอย่างหินให้มีแรงดันสูงขนาดนั้น ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบองค์ประกอบทางเคมีและผลลัพธ์ของการทดลองที่ดำเนินการก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการบีบอัดแรงกระแทกของออกไซด์ที่ก่อตัวเป็นหินแต่ละตัว ผลลัพธ์ของการคำนวณดังกล่าวซึ่งดำเนินการสำหรับการกระจายอุณหภูมิอะเดียแบติกในเนื้อโลกนั้น ถูกนำมาเปรียบเทียบกับการกระจายความหนาแน่นที่ทราบในธรณีสเฟียร์เดียวกัน แต่ได้มาจากข้อมูลแผ่นดินไหว (ดูรูปที่ 10) ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบข้างต้น การกระจายความหนาแน่นของเออร์โซไลต์ในมหาสมุทรที่ความดันสูงและอุณหภูมิอะเดียแบติกนั้นใกล้เคียงกับการกระจายความหนาแน่นที่แท้จริงในเนื้อโลก ซึ่งได้จากข้อมูลที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้เป็นพยานถึงความเป็นจริงของข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับองค์ประกอบของเฮอร์โซไลต์ของเนื้อโลกทั้งหมด (บนและล่าง) และเกี่ยวกับการกระจายตัวของอุณหภูมิอะเดียแบติกในธรณีสเฟียร์นี้ เมื่อทราบการกระจายตัวของความหนาแน่นของสสารในเนื้อโลกก็เป็นไปได้ที่จะคำนวณมวลของมัน: ปรากฎว่าเท่ากับ (4.03-4.04) × 10 2 ก. ซึ่งคือ 67.5% ของมวลทั้งหมดของโลก

ที่ฐานของเนื้อโลกตอนล่างจะมีชั้นเนื้อโลกอีกชั้นหนึ่งหนาประมาณ 200 กิโลเมตร ซึ่งโดยปกติจะกำหนดด้วยสัญลักษณ์ D'' ซึ่งการไล่ระดับสีของความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไหวสะเทือนจะลดลง และความอ่อนลงของคลื่นเฉือนจะเพิ่มขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น จากการวิเคราะห์ลักษณะไดนามิกของการแพร่กระจายของคลื่นที่สะท้อนจากพื้นผิวแกนโลก I.S. เบอร์ซอนและเพื่อนร่วมงานของเธอ (พ.ศ. 2511, 2515) สามารถระบุชั้นการเปลี่ยนแปลงบาง ๆ ระหว่างเนื้อโลกและแกนกลาง ซึ่งมีความหนาประมาณ 20 กม. ซึ่งเราเรียกว่าชั้นเบอร์ซอน ซึ่งความเร็วของคลื่นเฉือนในครึ่งล่างจะลดลงตามความลึก จาก 7.3 กม./วินาที จนถึงเกือบเป็นศูนย์ การลดลงของความเร็วของคลื่นตามขวางสามารถอธิบายได้โดยการลดค่าของโมดูลัสความแข็งแกร่งและส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดประสิทธิผลของสารในชั้นนี้ลดลง

ขอบเขตของการเปลี่ยนจากเนื้อโลกไปสู่แกนโลกยังคงค่อนข้างชัดเจน เมื่อพิจารณาจากความเข้มและสเปกตรัมของคลื่นแผ่นดินไหวที่สะท้อนจากพื้นผิวของแกนกลาง ความหนาของชั้นขอบเขตดังกล่าวจะต้องไม่เกิน 1 กม.

เสื้อคลุมประกอบด้วยสสารส่วนใหญ่ของโลก มีเสื้อคลุมอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่นด้วย เปลือกโลกอยู่ระหว่าง 30 ถึง 2,900 กม.

ภายในขอบเขตตามข้อมูลแผ่นดินไหวมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้: ชั้นบนของเสื้อคลุม ในความลึกสูงสุด 400 กม. และ กับสูงถึง 800-1,000 กม. (นักวิจัยบางคนเลเยอร์ กับเรียกว่าเสื้อคลุมกลาง); ชั้นแมนเทิลชั้นล่าง D ถึงความลึก 2700 พร้อมชั้นเปลี่ยนผ่าน D1จาก 2,700 ถึง 2900 กม.

ขอบเขตระหว่างเปลือกโลกกับเนื้อโลกคือขอบเขตโมโฮโรวิซิก หรือเรียกสั้น ๆ ว่าโมโฮ ความเร็วแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว - จาก 7 เป็น 8-8.2 กม. / วินาที ขอบเขตนี้ตั้งอยู่ที่ความลึก 7 (ใต้มหาสมุทร) ถึง 70 กิโลเมตร (ใต้เข็มขัดพับ) เนื้อโลกแบ่งออกเป็นเนื้อโลกส่วนบนและเนื้อโลกส่วนล่าง ขอบเขตระหว่าง geosphere เหล่านี้คือชั้น Golitsyn ซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 670 กม.

โครงสร้างของโลกตามที่นักวิจัยต่างๆ

ความแตกต่างในองค์ประกอบของเปลือกโลกและเนื้อโลกเป็นผลมาจากแหล่งกำเนิด: โลกที่เป็นเนื้อเดียวกันเริ่มแรกซึ่งเป็นผลมาจากการละลายบางส่วนถูกแบ่งออกเป็นส่วนที่ละลายต่ำและเบา - เปลือกโลกและเนื้อโลกที่หนาแน่นและทนไฟ

แหล่งที่มาของข้อมูลเกี่ยวกับเสื้อคลุม

เปลือกโลกไม่สามารถเข้าถึงได้เพื่อการศึกษาโดยตรง เนื่องจากมันไปไม่ถึงพื้นผิวโลกและไม่สามารถเข้าถึงได้โดยการเจาะลึก ดังนั้นข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับเนื้อโลกจึงได้มาจากวิธีธรณีเคมีและธรณีฟิสิกส์ ข้อมูลโครงสร้างทางธรณีวิทยามีจำกัดมาก

ศึกษาเสื้อคลุมตามข้อมูลต่อไปนี้:

• ข้อมูลธรณีฟิสิกส์ ประการแรก ข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วคลื่นแผ่นดินไหว ค่าการนำไฟฟ้า และแรงโน้มถ่วง
• แมนเทิลละลาย - หินบะซอลต์, โคมาตี, คิมเบอร์ไลต์, แลมป์โปรต์, คาร์บอเนตและหินอัคนีอื่น ๆ เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการละลายบางส่วนของเสื้อคลุม องค์ประกอบของการหลอมเป็นผลมาจากองค์ประกอบของหินที่หลอมละลาย ช่วงเวลาการหลอมละลาย และพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพของกระบวนการหลอม โดยทั่วไป การสร้างแหล่งกำเนิดขึ้นมาใหม่จากการหลอมละลายนั้นเป็นงานที่ยาก
• ชิ้นส่วนของหินเนื้อโลกถูกหลอมขึ้นสู่พื้นผิวโดยการหลอมละลายของเนื้อโลก เช่น คิมเบอร์ไลต์ หินบะซอลต์ที่เป็นด่าง ฯลฯ ซึ่งได้แก่ ซีโนลิธ ซีโนคริสต์ และเพชร เพชรครอบครองสถานที่พิเศษในบรรดาแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับเสื้อคลุม แร่ธาตุที่ลึกที่สุดถูกพบอยู่ในเพชร ซึ่งอาจมาจากชั้นแมนเทิลส่วนล่างด้วยซ้ำ ในกรณีนี้ เพชรเหล่านี้เป็นตัวแทนของชิ้นส่วนที่ลึกที่สุดของโลกที่สามารถศึกษาได้โดยตรง
• หินปกคลุมภายในเปลือกโลก คอมเพล็กซ์ดังกล่าวสอดคล้องกับเสื้อคลุมมากที่สุด แต่ก็แตกต่างไปจากนั้นด้วย ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดคือความจริงที่ว่าพวกมันอยู่ในเปลือกโลกซึ่งตามมาว่าพวกมันถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการที่ผิดปกติและบางทีอาจไม่สะท้อนถึงเสื้อคลุมทั่วไป พบได้ในการตั้งค่าทางภูมิศาสตร์ไดนามิกต่อไปนี้:

1. ไฮเปอร์เบสชนิดอัลปิโนไทป์เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อโลกที่ฝังอยู่ในเปลือกโลกอันเป็นผลมาจากการสร้างภูเขา พบมากที่สุดในเทือกเขาแอลป์ซึ่งเป็นที่มาของชื่อ
2. หินไฮเปอร์มาฟิกประเภทโอฟิโอลิติกเป็นหินที่มีมาก่อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มหินเชิงซ้อนโอฟิโอลิติก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลกมหาสมุทรโบราณ
3. Abyssal peridotites คือส่วนที่โผล่ขึ้นมาจากชั้นหินปกคลุมบนพื้นมหาสมุทรหรือรอยแยก

คอมเพล็กซ์เหล่านี้มีข้อได้เปรียบที่สามารถสังเกตความสัมพันธ์ทางธรณีวิทยาระหว่างหินต่าง ๆ ได้

มีการประกาศเมื่อเร็วๆ นี้ว่านักวิจัยชาวญี่ปุ่นกำลังวางแผนที่จะพยายามเจาะผ่านเปลือกโลกมหาสมุทรไปจนถึงเนื้อโลก เพื่อจุดประสงค์นี้เรือ Chikyu จึงถูกสร้างขึ้น การขุดเจาะมีกำหนดจะเริ่มในปี 2550

ข้อเสียเปรียบหลักของข้อมูลที่ได้รับจากชิ้นส่วนเหล่านี้คือเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างความสัมพันธ์ทางธรณีวิทยาระหว่างหินประเภทต่างๆ เหล่านี้คือชิ้นส่วนของปริศนา ดังที่คลาสสิกกล่าวไว้ว่า "การกำหนดองค์ประกอบของเนื้อโลกจากซีโนลิธนั้นชวนให้นึกถึงความพยายามที่จะกำหนดโครงสร้างทางธรณีวิทยาของภูเขาจากก้อนกรวดที่แม่น้ำพัดพาออกมา"

องค์ประกอบของเสื้อคลุม

เสื้อคลุมประกอบด้วยหินอัลตราเบสิกเป็นส่วนใหญ่: เพอริโดไทต์ (เลเฮอร์โซไลต์, ฮาร์ซเบอร์ไกต์, เวร์ไลต์, ไพรอกซีไนต์), ดูไนต์ และหินพื้นฐาน - นิโคไลต์ในระดับที่น้อยกว่า

นอกจากนี้ ในบรรดาหินเนื้อโลกยังได้มีการระบุหินหายากชนิดต่างๆ ที่ไม่พบในเปลือกโลกด้วย เหล่านี้คือ phlogopite peridotites, grospidites และ carbonatites

เนื้อหาของธาตุหลักในเนื้อโลกเป็นเปอร์เซ็นต์มวล

องค์ประกอบ	ความเข้มข้น		ออกไซด์	ความเข้มข้น
	44.8
	21.5		SiO2	46
	22.8		มก	37.8
	5.8		เฟ2O	7.5
	2.2		อัล2O3	4.2
	2.3		แคลเซียมโอ	3.2
	0.3		นา2O	0.4
	0.03		เคทูโอ	0.04
ผลรวม	99.7		ผลรวม	99.1

โครงสร้างของเสื้อคลุม

กระบวนการที่เกิดขึ้นในเนื้อโลกมีผลกระทบโดยตรงต่อเปลือกโลกและพื้นผิวโลก ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของทวีป ภูเขาไฟ แผ่นดินไหว การสร้างภูเขา และการก่อตัวของแร่ มีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นว่าเนื้อโลกได้รับอิทธิพลอย่างแข็งขันจากแกนกลางที่เป็นโลหะของดาวเคราะห์

การพาความร้อนและขนนก

อ้างอิง

• Pushcharovsky D.Yu., Pushcharovsky Yu.M.องค์ประกอบและโครงสร้างของเสื้อคลุมโลก // วารสารการศึกษาของ Soros, 1998, ฉบับที่ 11, หน้า. 111–119.
• คอฟตุน เอ.เอ.การนำไฟฟ้าของโลก // วารสารการศึกษาของโซรอส, 1997, ฉบับที่ 10, หน้า. 111–117

แหล่งที่มา: Koronovsky N.V., Yakushova A.F. "ความรู้พื้นฐานทางธรณีวิทยา", M. , 1991

ลิงค์

• รูปภาพของเปลือกโลกและเนื้อโลกตอนบน // โครงการความสัมพันธ์ทางธรณีวิทยาระหว่างประเทศ (IGCP) โครงการ 474

บรรยากาศ

ชีวมณฑล

ดี.ยู. Pushcharovsky, Yu. M. Pushcharovsky (MSU ตั้งชื่อตาม M.V. Lomonosov)

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา องค์ประกอบและโครงสร้างของเปลือกโลกลึกยังคงเป็นหนึ่งในปัญหาที่น่าสนใจที่สุดของธรณีวิทยาสมัยใหม่ จำนวนข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับเนื้อหาของโซนลึกนั้นมีจำกัดมาก ในเรื่องนี้ สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยมวลแร่จากท่อเลโซโทคิมเบอร์ไลต์ (แอฟริกาใต้) ซึ่งถือว่าเป็นตัวแทนของหินปกคลุมที่เกิดขึ้นที่ระดับความลึกประมาณ 250 กม. แกนกลางที่ขุดขึ้นมาจากบ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลก ถูกเจาะบนคาบสมุทรโคลาและสูงถึง 12,262 เมตร ได้ขยายแนวความคิดทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับขอบเขตอันลึกล้ำของเปลือกโลก ซึ่งเป็นฟิล์มบางๆ ใกล้พื้นผิวโลกอย่างมีนัยสำคัญ ในเวลาเดียวกันข้อมูลล่าสุดจากธรณีฟิสิกส์และการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแร่ธาตุทำให้สามารถจำลองคุณสมบัติหลายประการของโครงสร้างองค์ประกอบและกระบวนการที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของโลกได้ซึ่งความรู้ที่ช่วยในการแก้ปัญหา ปัญหาสำคัญของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ เช่น การก่อตัวและวิวัฒนาการของโลก พลวัตของเปลือกโลกและเนื้อโลก แหล่งที่มาของทรัพยากรแร่ การประเมินความเสี่ยงในการกำจัดของเสียอันตรายในระดับความลึกมาก แหล่งพลังงานของโลก ฯลฯ

แบบจำลองแผ่นดินไหวของโครงสร้างโลก

แบบจำลองโครงสร้างภายในของโลกที่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง (แบ่งออกเป็นแกนกลาง เนื้อโลก และเปลือกโลก) ได้รับการพัฒนาโดยนักแผ่นดินไหววิทยา จี. เจฟฟรีส์ และบี. กูเทนเบิร์ก ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ปัจจัยชี้ขาดในกรณีนี้คือการค้นพบความเร็วการเคลื่อนที่ของคลื่นแผ่นดินไหวภายในโลกลดลงอย่างรวดเร็วที่ระดับความลึก 2,900 กม. โดยมีรัศมีดาวเคราะห์ 6371 กม. ความเร็วของการเคลื่อนผ่านของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวเหนือขอบเขตที่ระบุโดยตรงคือ 13.6 กม./วินาที และต่ำกว่าคือ 8.1 กม./วินาที นี่คือมัน ขอบเขตแกนแมนเทิล.

ดังนั้นรัศมีของแกนกลางคือ 3471 กม. ขอบเขตบนของเนื้อโลกคือส่วนโมโฮโรวิซิกของแผ่นดินไหว ( โมโฮ, M) ระบุโดยนักแผ่นดินไหววิทยายูโกสลาเวีย A. Mohorovicic (1857-1936) ย้อนกลับไปในปี 1909 มันแยกเปลือกโลกออกจากเนื้อโลก ณ จุดนี้ ความเร็วของคลื่นตามยาวที่ผ่านเปลือกโลกเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันจาก 6.7-7.6 เป็น 7.9-8.2 กม./วินาที แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นที่ระดับความลึกต่างกัน ภายใต้ทวีปต่างๆ ความลึกของส่วน M (นั่นคือฐานของเปลือกโลก) อยู่ห่างออกไปหลายสิบกิโลเมตร และใต้โครงสร้างภูเขาบางแห่ง (ปามีร์ และเทือกเขาแอนดีส) สามารถเข้าถึงได้ 60 กม. ในขณะที่อยู่ใต้แอ่งมหาสมุทร รวมถึงน้ำด้วย เสาความลึกเพียง 10-12 กม. . โดยทั่วไป เปลือกโลกในรูปแบบนี้จะปรากฏเป็นเปลือกบางๆ ในขณะที่ชั้นเนื้อโลกขยายลึกไปถึง 45% ของรัศมีโลก

แต่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างลึกของโลกที่มีรายละเอียดมากขึ้นได้เข้ามาสู่วิทยาศาสตร์ จากข้อมูลแผ่นดินไหววิทยาใหม่ พบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะแบ่งแกนกลางออกเป็นด้านในและด้านนอก และเนื้อโลกออกเป็นส่วนล่างและส่วนบน (รูปที่ 1) รุ่นนี้ซึ่งมีแพร่หลายและยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ เริ่มต้นโดยนักแผ่นดินไหววิทยาชาวออสเตรเลีย K.E. Bullen ซึ่งในช่วงต้นทศวรรษที่ 40 เสนอโครงการแบ่งโลกออกเป็นโซนซึ่งเขากำหนดด้วยตัวอักษร: A - เปลือกโลก, B - โซนในช่วงความลึก 33-413 กม., C - โซน 413-984 กม. D - โซน 984-2898 กม. , D - 2898-4982 กม., F - 4982-5121 กม., G - 5121-6371 กม. (ศูนย์กลางของโลก) โซนเหล่านี้มีลักษณะแผ่นดินไหวแตกต่างกัน ต่อมาเขาได้แบ่งโซน D ออกเป็นโซน D" (984-2700 กม.) และ D" (2700-2900 กม.) ปัจจุบัน รูปแบบนี้ได้รับการแก้ไขอย่างมีนัยสำคัญ และมีเพียงชั้น D" เท่านั้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวรรณกรรม คุณลักษณะหลักของมันคือการลดลงของความเร็วแผ่นดินไหวเมื่อเทียบกับบริเวณเนื้อโลกที่อยู่ด้านบน

ข้าว. 1. แผนผังโครงสร้างส่วนลึกของโลก

ยิ่งมีการวิจัยเกี่ยวกับแผ่นดินไหวมากเท่าใด ขอบเขตของแผ่นดินไหวก็จะยิ่งปรากฏมากขึ้นเท่านั้น ขอบเขตของ 410, 520, 670, 2900 กม. ถือเป็นขอบเขตทั่วโลก โดยที่ความเร็วคลื่นแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังมีการระบุขอบเขตกลาง: 60, 80, 220, 330, 710, 900, 1,050, 2640 กม. นอกจากนี้ยังมีข้อบ่งชี้จากนักธรณีฟิสิกส์เกี่ยวกับการมีอยู่ของขอบเขต 800, 1200-1300, 1700, 1900-2000 กม. เอ็นไอ เมื่อเร็วๆ นี้ Pavlenkova ระบุขอบเขต 100 ว่าเป็นขอบเขตทั่วโลก ซึ่งสอดคล้องกับระดับล่างของการแบ่งชั้นแมนเทิลส่วนบนออกเป็นบล็อก ขอบเขตกลางมีการกระจายเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันซึ่งบ่งบอกถึงความแปรปรวนด้านข้างของคุณสมบัติทางกายภาพของเสื้อคลุมที่ขึ้นอยู่กับ ขอบเขตทั่วโลกแสดงถึงปรากฏการณ์ประเภทต่างๆ พวกมันสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของโลกในสภาพแวดล้อมของเนื้อโลกตามรัศมีของโลก

ขอบเขตแผ่นดินไหวทั่วโลกที่ทำเครื่องหมายไว้นั้นถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองทางธรณีวิทยาและธรณีพลศาสตร์ ในขณะที่แบบจำลองระดับกลางในแง่นี้แทบไม่ได้รับความสนใจเลย ในขณะเดียวกัน ความแตกต่างในระดับและความรุนแรงของการสำแดงของพวกเขาสร้างพื้นฐานเชิงประจักษ์สำหรับสมมติฐานที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์และกระบวนการในส่วนลึกของโลก

ด้านล่างนี้เราจะพิจารณาว่าขอบเขตทางธรณีฟิสิกส์เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ที่ได้รับเมื่อเร็ว ๆ นี้ของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแร่ธาตุภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันและอุณหภูมิสูงซึ่งค่าที่สอดคล้องกับสภาพความลึกของโลก

แน่นอนว่าปัญหาขององค์ประกอบ โครงสร้าง และความสัมพันธ์ของแร่ธาตุในเปลือกหรือธรณีสเฟียร์ของโลกลึกนั้นยังห่างไกลจากวิธีแก้ปัญหาขั้นสุดท้าย แต่ผลการทดลองและแนวคิดใหม่ๆ ได้ขยายและให้รายละเอียดแนวคิดที่เกี่ยวข้องอย่างมีนัยสำคัญ

ตามมุมมองสมัยใหม่องค์ประกอบของเสื้อคลุมถูกครอบงำโดยองค์ประกอบทางเคมีกลุ่มเล็ก ๆ ได้แก่ Si, Mg, Fe, Al, Ca และ O เสนอ แบบจำลององค์ประกอบเชิงภูมิศาสตร์ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในอัตราส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้เป็นหลัก (รูปแบบ Mg/(Mg + Fe) = 0.8-0.9; (Mg + Fe)/Si = 1.2P1.9) รวมถึงความแตกต่างในเนื้อหาของ Al และบางส่วนอื่นๆ องค์ประกอบที่หายากสำหรับหินลึก ตามองค์ประกอบทางเคมีและแร่วิทยา แบบจำลองเหล่านี้ได้รับชื่อ: ไพโรไลท์(แร่ธาตุหลัก ได้แก่ โอลิวีน ไพรอกซีน และโกเมน ในอัตราส่วน 4:2:1) ปิคโลจิติค(แร่ธาตุหลัก ได้แก่ ไพร็อกซีนและโกเมน และสัดส่วนของโอลิวีนลดลงเหลือ 40%) และนิโคไลต์ ซึ่งเมื่อรวมกับลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างไพรอกซีน-โกเมนของนิเวศน์แล้ว ยังมีแร่ธาตุหายากบางชนิดอีกด้วย โดยเฉพาะไคยาไนต์ที่ประกอบด้วยอัล2SiO5 (มากถึง 10 โดยน้ำหนัก%) อย่างไรก็ตาม แบบจำลองทางปิโตรวิทยาทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกันเป็นหลัก หินของเนื้อโลกตอนบนขยายไปสู่ระดับความลึก ~670 กม. สำหรับองค์ประกอบจำนวนมากของธรณีสเฟียร์ที่ลึกกว่านั้น สันนิษฐานได้ว่าอัตราส่วนของออกไซด์ขององค์ประกอบไดวาเลนต์ (MO) ต่อซิลิกา (MO/SiO2) อยู่ที่ ~ 2 ซึ่งใกล้กับโอลิวีน (Mg, Fe)2SiO4 มากกว่าไพรอกซีน ( Mg, Fe)SiO3 และแร่ธาตุถูกครอบงำโดยเฟสเพอร์รอฟสไกต์ (Mg, Fe)SiO3 ซึ่งมีความบิดเบี้ยวของโครงสร้างต่างๆ, Magnesiowüstite (Mg, Fe)O ที่มีโครงสร้างประเภท NaCl และเฟสอื่นๆ บางส่วนในปริมาณที่น้อยกว่ามาก