構成:
* 主にケイ酸塩鉱物: 下部のマントルは、主にブリッジマナイト、フェロペリリックラーゼ、ワズライトなどのケイ酸塩ミネラルで構成されています。これらの鉱物は、高圧と温度の条件を反映して、上部マントルに見られるものよりも密度が高い。
* 鉄とマグネシウム: これらの要素は、下部マントル鉱物の重要な成分であり、その密度と地震特性に貢献しています。
* トレース要素: 下部のマントルには、カルシウム、アルミニウム、ナトリウムなど、他の要素の微量が含まれています。これらの要素は、その物理的および化学的特性において役割を果たします。
物理的特性:
* 高圧と温度: 低いマントルは、巨大な圧力(最大136万倍の大気圧)と高温(約2,900°Cから3,600°C)を経験します。これらの極端な条件は、上にある岩の重量によるものです。
* 固体ですが、粘性液のように動作します: 固体的には、巨大な圧力と高温により、下部マントルのミネラルは長期にわたって非常に粘性のある液体のように振る舞います。これにより、ゆっくりと緩やかな対流電流が可能になり、プレートテクトニクスが駆動されます。
* 高密度: 圧縮された状態とより重いミネラルのため、下部マントルは上部マントルよりも密度が大幅に高くなっています。
* 地震特性: 地震波は、上部マントルと比較して、下部マントルを介して異なる速度で移動します。これは、鉱物の組成と密度が異なるためです。
地球化学的および動的プロセス:
* 対流電流: 下部マントルの粘性の性質により、地球の核からの熱によって駆動されるゆっくりとした対流電流が可能になります。これらの電流は、プレートテクトニクスで重要な役割を果たし、大陸の動きと山と海盆地の形成に影響を与えます。
* マントルプルーム: 下部のマントルから上昇する熱い、浮力のある岩は、マントルプルームを作成する可能性があり、火山活動とホットスポットの形成につながる可能性があります。
* 地震波の異常: 下部マントルは、その構造と構成に関する貴重な情報を提供するさまざまな地震波の異常の原因です。
探索と研究:
* 限定的な直接アクセス: その深さのため、下部マントルを直接勉強することは困難です。
* 地震波: 科学者は、地震によって生成された地震波に依存して、下部マントルの特性を研究しています。
* 実験室実験: 科学者は、下部マントルの状態をシミュレートし、その鉱物の挙動を理解するために、高圧および高温の研究所で実験を実施します。
低いマントルを理解することは、地球の歴史、その動的なプロセス、およびその将来を理解するために重要です。