Съставни и механични слоеве на Земята

В това видео искам да опитаме да разберем по-добре структурата на Земята. И ще помислим за нея по два различни начина. Нека начертая половината от Земята ето тук. Това е възможно най-добрата ми рисунка. И сега ще помислим за това по два начина. Вляво ще помислим за съставните слоеве, или химичните слоеве. Ето тук ще помислим за химичната структура, или състава на слоя. А вдясно ще помислим за механичните свойства на слоя. И когато кажа механични свойства, имам предвид дали този слой е твърд, здрав слой, дали е течен слой, или нещо междинно мек, нетвърд слой. Нека първо помислим за химичната, или съставната, страна, понеже, до определена степен, това е по-просто. Най-външният слой е кората. Това е слоят, върху който стоим сега. Приемам, че си на планетата. Това тук е кората. Тя е най-външният слой, очевидно е твърда. Ще помислим за това, когато говорим за механичната страна на нещата. И също е най-тънкият слой. Кората не е еднородна. Има и океанска кора, и континентална кора. Нека нарисувам кората и от тази страна. Нека нарисувам кората ето тук. Тук имаме кора. И има и океанска кора, и континентална кора. Океанската кора е по-тънка. Да кажем, че тази част тук – нека начертая по-дебела кора ето тук. По-дебелата ѝ част е континенталната кора, която е по-дебела и не толкова плътна, колкото океанската кора. Това в светло зеленото е континентална кора. Това тук е континентална кора. А това в по-флуоресцентното зелено е океанската кора. И океанската кора е доста тънка. Тя е приблизително 5 или 10 километра. Ще кажем, че тук е дебела приблизително 5-10 километра. И когато говоря за океанска кора, не говоря за океаните. Не говоря за течната част, водата. Говоря за твърдата скална част, която "държи" водата, скалната част под океаните. Тя е дебела 5-10 километра. Ако отидеш до дъното на океана и седнеш на скалната част, и започнеш да я пробиваш, трябва да пробиеш около 5-10 километра, за да преминеш през този слой, този съставен слой. Това е 5-10 километра. А континенталната кора е дебела приблизително 10-70 километра. И, очевидно, и двете са твърди. И двете са солидна скалиста маса. Отдолу, когато мислиш за състава, или от какво са изградени слоевете, следващият слой под това – всъщност е най-големият слой на Земята по обем – е мантията. Нека я начертая ето така. Винаги ми е трудно да начертая дясната страна на окръжността. Това тук е мантията. Всичко това е мантията. И, отново, обособяваме я отделно от кората, понеже е съставена от различни видове скала. Сега преминаваш още по-надолу – и нека отбележа дълбочината. Манията започва точно под кората, точно под океанската и континенталната кора. И отива на приблизително 2900 километра дълбочина. Много, много, много по-дебела е от кората. Кората е около 5 до приблизително 70 километра на дебелина. Това е много, много по-дебел слой. Въпреки че начертах кората доста тънка, пак не я начертах достатъчно тънка спрямо как начертах мантията. Това не е начертано в мащаб. Отиваш още по-надълбоко и стигаш до най-плътната част на Земята. Това е ядрото. И ще има няколко нюанса тук, особено когато мислим за механичните свойства на Земята – колкото по-надълбоко отиваш, толкова по-тежки ще са елементите, а също ще имаш повече топлина и повече налягане. И причината да имаш по-тежки елементи е, че когато Земята започнала да се оформя и била в разтопено състояние, по-тежките елементи "потънали" на дъното, а по-леките елементи се издигнали към повърхността. Те притежават "плаваемост", един вид, понеже са по-малко плътни от всичко около себе си. И дори газовете ще образуват балончета, ще "изплуват" отгоре и ще образуват атмосферата ни. Затова, като цяло, по-плътните неща са в центъра, а по-малко плътните неща са във външната част. Те са в атмосферата ни. И, отново, съставът на ядрото е фундаментално различен от мантията и кората. Смятаме, че е предимно съставено от метали и, в частност, желязо и никел. Това е структурата на слоевете на Земята от гледна точка на състава, от химична гледна точка. Нека помислим за същите слоеве, но по отношение на това кой от тях е течен, кой е твърд и корав, и кой е между двете състояния. Най-външният твърд слой на Земята е изграден от кората – и континенталната, и океанската – и най-студеният горен слой на мантията. Нека начертая това в розово. Този слой тук, който чертая в розово, е студената, твърда, корава част на мантията. Той е солидна скалиста маса – частта от мантията, която е солидни скали. Неговата композиция е различна от, например, тази на континенталната кора, но и двете са твърди. Ако комбинираш този най-горен слой на мантията с кората, тогава говориш за литосферата. Това е литосферата. И литосферата е около, в зависимост от това къде на повърхността на Земята е, 10-200 километра на дебелина. И в повечето случаи е по-близо до по-високия край на този диапазон. 10-те километра са там, където имаш горещи точки в мантията и те са успели, образно казано, да разтворят/разтопят части от литосферата. Ще говорим повече за това, когато говорим за тектониката на плочите. И, когато говорим за тектоника на плочите, плочите всъщност са литосферни плочи. Всъщност литосферата се движи върху по-долните слоеве на мантията. Литосферата е твърда. Солидна е. Изградена е от кората и най-горния слой на мантията. Отиваш малко по-надълбоко и температурата и налягането се увеличават. Но сега температурите са се увеличили достатъчно, имаш същия състав като най-горната, твърда част на мантията, но температурите са се увеличили достатъчно, че сега това да се превърне в течност, но не напълно. Не можем да кажем, че е течност, защото пренася видовете вълни, които течностите не пренасят. По-скоро е с текстура на маджун. Има свойства на течност. Може да тече. Но е много по-вискозна, отколкото ще очакваме при повечето течности. Не е твърда и солидна. Може да провежда конвекция, но не е течност. Пак ще пренася определени видове вълни, които течностите не пренасят. Това, този желеподобен- маджуноподобен слой, се нарича астеносфера. И е такъв, понеже е толкова горещ, че скалната маса донякъде се е разтопила. Този слой тук в пурпурно е астеносферата. В някои случаи английската дума има "е" след "а"-то, може би е европейското изписване. Астеносферата, очевидно, започва точно под литосферата. Литосферните плочи – когато говорим за тектоника на плочите – се плъзгат отгоре ѝ. Тя е "дъвкоподобния" материал, който им позволява да се движат, който позволява на твърдия слой да се движи отгоре. Започва под литосферата и завършва при приблизително 660 километра дълбочина. Това тук е 660 километра дълбочина. И после отиваш още по-надълбоко и сега наляганията са толкова големи, че макар и температурите да са още по-високи, същият материал вече не може да се движи подобно на течност. Притиснат е в едно. Можеш да си представиш, че ако имаш неща, които са донякъде течни, това означава, че молекулите могат да се пързалят, може би много бавно. Но ако увеличиш налягането достатъчно, те ще бъдат притиснати една към друга. И това се случва в следващия слой на мантията. Всички тези слоеве на мантията са изградени от едно и също нещо. Просто има разлика в температурата и налягането. И следващият слой на мантията се нарича мезосфера. Нарича се мезосфера, но има също и слой от атмосферата – слоят точно над стратосферата – който се нарича мезосфера, но внимавай да не се объркаш. Има две различни мезосфери. В този слой налягането е толкова голямо, че сега отново имаме твърди вещества. Това определено е солидно. Определено няма никакво течно движение, понеже наляганията са толкова големи. Отиваш още малко по-надълбоко и сега сме в ядрото, металното ядро, и сега температурите са толкова високи, че макар и наляганията да са толкова високи, понеже имаме промяна на състава... сега сме под налягане, при което този вид мезосферна скала е твърда, но металите при тези температури могат да бъдат течни, могат да бъдат в течно състояние. И имаме течно външно ядро. Цялото ядро, доколкото знаем, е изградено от едни и същи вещества. Само външната част на ядрото – температурите са достатъчно високи, за да стопят метала, но наляганията не са достатъчно високи, че да направят металите твърди. Наляганията определено са достатъчно високи, за да направят този скалист материал твърд, но не и металите. И когато навлезеш още по-надълбоко, сега, въпреки че температурата продължава да нараства, налягането е толкова високо, че дори металите са твърди. Това е солидното вътрешно ядро. Когато мислиш за механичните свойства, най-вътрешният – и, просто за да знаеш общите разстояния, за които говорим, външното ядро започва при – всъщност не ти казах къде мезосферата... Мантията приключва на приблизително 2900 километра дълбочина. Очевидно тук приключва и мезосферата, понеже мезосферата е по-долната част на мантията. Това е 2900 километра дълбочина. После навлизаш още по-надълбоко, сега си в течното външно ядро. И това продължава от приблизително 2900 километра дълбочина до приблизително 5100 километра дълбочина. Честно казано, в рисунката си трябваше да направя течното ядро по-широко. Дълбочината тук е около 5100 километра. И, после, очевидно, имаш центъра на Земята и целият радиус на Земята е приблизително 6400 километра. Надявам се, че това изяснява нещата. Когато хората говорят литосферата или мантията, те говорят за механичните свойства и за състава. После говорим за механичното твърдо вътрешно ядро, течно външно ядро, твърда мезосфера, тя е твърда. После имаш донякъде желеподобна, донякъде течна, не твърда астеносфера, върху която могат да се плъзгат литосферните плочи. И после имаш самата твърда, солидна литосфера, съставена от най-горната част на мантията и кората.