Derin Dünya'nın Bileşimi ve Yapısı
Dünya, metalik bir çekirdek, silikat bir manto ve ince bir kabuk olmak üzere katmanlı bir yapıya ayrılmıştır. Bu katmanlı yapı, sismik profillerin minerallerin derinlikteki davranış fiziği ile birleştirilmesiyle çıkarılmaktadır.
Tanım
Derin Dünya'nın bileşimi ve yapısı, gezegenin iç kısmının kimyasal yapısını ve katmanlı fiziksel organizasyonunu ifade etmektedir; bu, sismik hız ve yoğunluk modellerinin mineral fiziği ve jeokimya ile birleştirilmesiyle çıkarılan demir açısından zengin bir çekirdek, silikat bir manto ve bir kabuktan oluşmaktadır.
Kapsam
Bu konu, Dünya'nın derin iç kısmının kimyasal bileşimini ve fiziksel yapısını kapsamaktadır: başlıca katmanlar ve aralarındaki sınırlar, sıvı ve katı kısımlarıyla demir ağırlıklı çekirdek, silikat manto ve faz geçişi alt bölümleri ile sismik olarak belirgin en alt manto. Yoğunluk ve hızın referans Dünya modellerini, hızı yoğunluk ve bileşimle ilişkilendiren Adams-Williamson ilişkisini ve Birch yasasını, ayrıca kütle bileşimi üzerindeki jeokimyasal ve kozmokimyasal kısıtlamaları ele almaktadır. Vurgu, derin Dünya'nın neyden oluştuğu ve nasıl düzenlendiği üzerindedir.
Temel sorular
- Dünya'nın başlıca katmanları ve aralarındaki sınırlar nelerdir?
- Çekirdek neyden oluşmaktadır ve neden bir kısmı katı, bir kısmı sıvıdır?
- Faz geçişleri mantoyu nasıl alt bölümlere ayırmaktadır?
- Sismik hız ve yoğunluk, bileşimi çıkarmak için nasıl kullanılmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Kabuk, manto ve çekirdek farklılaşması
- Sıvı dış çekirdek ve katı iç çekirdek
- Manto geçiş bölgesi ve faz değişiklikleri
- Yoğunluk ve hızın referans Dünya modelleri
- Birch yasası ve Adams-Williamson ilişkisi
Temel kuramlar
- Referans Dünya modelleri
- PREM gibi küresel olarak ortalaması alınmış modeller, sismik hız, yoğunluk ve zayıflamayı derinliğin fonksiyonları olarak derlemekte, başlıca katmanları tanımlamakta ve derin Dünya'nın yapısını yorumlamak için nicel bir temel görevi görmektedir.
- Birch yasası ve bileşim
- Birch'in sabit ortalama atom ağırlığında sismik hız ve yoğunluk arasındaki ampirik ilişkisi, sismoloji ile ölçülen elastik özelliklerin derin iç kısmın bileşimi ve durumu üzerindeki kısıtlamalara dönüştürülmesine olanak tanımaktadır.
Mekanizmalar
Dünya, tarihinin erken dönemlerinde farklılaşmıştır; yoğun demir batarak bir çekirdek oluştururken, daha hafif silikatlar yükselerek manto ve kabuğu meydana getirmiştir. Sismik hızlar ve yoğunluk sıçramaları, bu katmanlar arasındaki sınırları ve manto içindeki basınca bağlı faz geçişlerini işaret etmektedir. Bunların, Birch yasası ve meteorit bileşimleri rehberliğinde aday minerallerin ve metallerin elastik özellikleri ile eşleştirilmesi, her bir kabuğun olası bileşimini belirlemektedir.
Klinik önem
İç kısmın bileşimi ve yapısı hakkındaki bilgi, manto konveksiyonu, jeodinamo ve Dünya'nın termal ve kimyasal evrimi modellerinin temelini oluşturmakta, ayrıca depremlerin konumlandırılması ve sismik tomografinin yorumlanması için referans çerçevesini sağlamaktadır.
Tarihçe
Yirminci yüzyılın başlarındaki sismoloji çekirdek ve mantoyu ortaya çıkarmış, Lehmann 1936'da iç çekirdeği bulmuş, Bullen iç kısmı etiketli kabuklara ayırmış, Birch 1952'de hızı bileşimle ilişkilendirmiş ve 1981 tarihli Ön Referans Dünya Modeli (Preliminary Reference Earth Model) bunları hala kullanılmakta olan standart radyal modelde sentezlemiştir.
Öne çıkan isimler
- Inge Lehmann
- Francis Birch
- Adam Dziewonski
- Keith Bullen
İlgili konular
Temel eserler
- dziewonski1981
- birch1952
- stacey2008
Sıkça sorulan sorular
- Dünya'nın ana katmanları nelerdir?
- Dıştan içe doğru Dünya, ince bir kayalık kabuk, hacminin çoğunu oluşturan kalın bir silikat manto, sıvı demir açısından zengin bir dış çekirdek ve katı bir iç çekirdeğe sahiptir; bunlar bileşimleri ve sismik dalgaların aralarındaki sınırlarda hızlarını nasıl değiştirdikleri ile ayırt edilmektedir.
- Dış çekirdek neden sıvı, iç çekirdek ise katıdır?
- Her ikisi de çoğunlukla demirden oluşmaktadır, ancak sıcaklık derinlikle birlikte artsa da, basınç daha da hızlı artmaktadır; yeterince derinlerde, çok yüksek basınç demirin erime noktasını yerel sıcaklığın üzerine çıkarmaktadır, bu nedenle iç çekirdek katı iken, biraz daha sığ ve erime noktasına göre daha soğuk olan dış çekirdek sıvı kalmaktadır.