Mantel ng Daigdig

Ang mantel ng Daigdig ay isang salansan ng batong silikeyt sa pagitan ng balat ng daigdig at ng panlabas na kaibuturan nito. Ito ay may masang , na katumbas ng 67% ng masa ng buong Daigdig. Ito ay may kapal na , at bumubuo sa halos 84% ng bolyum ng planeta. Bagaman ito ay solido, dahan-dahan itong dumadaloy sa iskala ng heolohikal na oras, na tila isang napakalapot na likido, na may pagkakawangis sa makapal na arnibal. Ang bahagyang pagkakatunaw nito ang pinagmumulan ng balat pandagat at balat na kontinental.

Istruktura

Reolohikal na istruktura 
Pagdating sa katangian o kakayanan ng pagdaloy (reolohiya), mayroong dalawang bahagi ang mantel ng daigdig: ang makunat na litospera na binubuo ng balat at ng pinakataas na bahagi ng mantel, at ang mas malambot na astenospera, na dahan-dahang dumadaloy na parang luwad. Ang litospera ang bumubuo sa mga plakang tektoniko, na nakapatong naman sa astenosperang dahan-dahang kumikilos.

Maaari ring hatiin ang mantel ng Daigdig sa tatlong suson batay sa kung paano nagbabago ang bilis ng alon ng lindol (o seismic waves) na dumaraan dito:

 ang itaas na mantel (na nagsisimula sa Moho, o ilalim ng balat sa lalim na 7-35 km pababa hanggang 410 km)
 ang transition zone (sa pagitan ng 410-660 km pababa, kung saan matibay na umiiral ang mga mineral na wadsleyite at ringwoodite na pawang mga uri ng mineral na olibin)
 ang ibabang mantel (mula 660-2,891 km pababa, kung saan umiiral ang mga mineral na bridgmanite at post-perovskite)

Tinataglay naman ng ~200 km na bahagi ng ibabang mantel ang D" layer (binibigkas bilang "D-double prime"), isang rehiyon na may kakaibang katangiang seismiko. Laman din ng rehiyon na ito ang mga malalaking low-shear-velocity province (LSVP), na hinihinalang mga dating tektonika plaka na nalubog sa ilalim ng mantel ilang milyong taon na ang nakalilipas.

Mineralohikal na istruktura 

Mayroong biglang pagbilis sa pagkilos ng alon ng lindol sa itaas na bahagi ng mantel na unang napansin ng siyentistang Kroatyano na si Andrija Mohorovicic noong 1909. Ang hangganan na ito ay ang siyang tinatawag sa kasalukuyan na Discontinuity ni Mohorovicic o ang "Moho".

Ang pagbilis ng alon ng lindol sa itaas na mantel ay bunga ng komposisyon nito na peridotayt, isang bato na pangunahing binubuo ng olibin, klinopirokseno, ortopirokseno, at plagioklasa, spinel, at garnet na pawang mayayaman sa aluminyo. Habang palalim nang palalim sa itaas na mantel, mas nagiging marupok ang mga pirokseno at nagiging isang uri ng garnet na majoritic garnet.

Sa itaas ng transition zone, sumasailalim sa pagbabago ang olibin bilang mga mineral na wadsleyite at ringwoodite. Hindi tulad ng karaniwang uri ng olibin, ang mga polymorph o istruktural na kauri ng olibin na ito ay may kakayahang magtaglay ng tubig sa kanilang istrukturang kristal. Ito ang dahilan kung bakit may hinala na ang transition zone ay maaaring nagtataglay ng maraming tubig. Sa ilalim ng transition zone, nagiging mga mineral na bridgmanite at ferropericlase ang ringwoodite. Nagiging marupok din ang garnet sa ibaba ng transition zone.

Ang ibabang mantel naman ay pangunahing binubio ng bridgmanite at ferropericlase at kaunting calcium perovskite at stishovite. Sa pinakailalim na ~200 km ng mantel, nagbabagong-anyo ang bridgmanite bilang post-perovskite.

Komposisyon 

Ang kemikal na komposisyon ng mantel ay mahirap matukoy nang may katiyakan dahil sa hindi ito madaling puntahan. May mga bihirang piraso ng bato ng mantel sa mga opyolita o ophiolite na mga tipak ng pandagat na litospera na pumatong sa kalupaan. May mga bato rin ng mantel na nakuha bilang mga senolit o xenolith sa mga piraso ng basalto o kimberlite.

Karamihan sa mga pagtatantya ng komposisyon ng mantle ay batay sa mga piraso ng batong nakuha mula sa pinakataas na bahagi ng mantel. May debate kung ang natitirang bahagi ng mantel, ang mga mas malalalim nitong bahagi, ay kapareho pa rin ng komposisyon nito. Dagdag pa, ang komposisyon ng mantel ay nagbago sa paglipas ng heolohikal na kasaysayan ng daigdig bunga ng paglabas ng magma at pamumuo nito ng balat pandagat at balat na kontinental.

Temperatura at presyur 
Ang temperatura sa loob ng mantel ay sumasaklaw mula  sa hangganan nito sa balat hanggang sa  sa may hangganan nito sa panlabas na kaibuturan. Mabilis na tumataas ang temperatura ng mantel sa itaas at ibabang mga hangganan nito habang marahan namang tumataas sa loob mismo nito. Ang presyur naman sa mantel ay umaabot mula ilang daang megapascal sa rehiyon ng Moho hanggang 139 bilyong pascal sa hangganan nito sa panlabas na kaibuturan.

Kahit na lampas sa punto ng pagkatunaw ng mga bato sa ibabaw ng lupa ang temperatura rito (), solido pa rin ang kabuuang estado ng mantel dahil sa napakataas na presyur sa ilalim ng daigdig. Para matunaw ang anumang bagay, kailangan nito hindi lang ng mataas na temperatura kundi mababang presyur.

Paggalaw 

Dahil sa pagkakaiba ng temperatura sa ibabaw ng Daigdig at sa panlabas na kaibuturan at sa kakayahan ng mga batong kristal na dahan-dahang gumapang na parang malapot na likido sa loob ng milyun-milyong taon, may sirkulasyon ng kombeksyon ng materyales sa mantel. Ang mainit na pitak ay umaangat habang ang mas malamig (at mas mabigat) na materyal ay lumulubog. Ang pagbaba ng pitak ng mantel ay nangyayari sa isang uri ng convergent plate boundary: ang mga sona ng paglubog (subduction zone), at ang kaakibat na bulkanismo rito. Gayunman ang bulkanismong dulot ng pag-angat ng pitak mula sa mantel ay maaari ring maipaliwanag ng pasibong pag-unat ng balat ng daigdig (sa mga divergent plate boundary) na nagpapahintulot sa magma na tumagas sa ibabaw.

Ang kombeksyon ng mantel ng daigdig ay isang masalimuot na proseso, sa konteksto ng dinamika ng mga pluwido, at hinihinuhang susing bahagi ng paggalaw ng mga tektonika plaka. Ang paggalaw ng litospera at nakapailalim ditong astenospera ay magkakawing dahil ang paglubog ng litospera ay mahalagang salik ng kumbeksyon ng mantel. Ang naaobserbahang tila paggalaw ng mga kontinente ay bunga ng kumplikadong ugnayan ng mga pwersang nagtutulak sa paglubog ng pandagat na litospera at ng mga paggalaw sa loob ng mantel ng Daigdig. 

Ang mga lindol sa mababaw na lalim ay bunga ng paggalaw ng mga biyak (faulting), subalit, sa lalim na higit sa 50 km, ang mainit at mataas na presyur ay nakapahihinto ng anumang aktibidad na seismiko dahil ang mantel ay malapot at hindi kayang bumiyak. Gayunman, sa mga sona ng paglubog, may mga naitalang lindol na hanggang 670 km ang lalim. Ilan sa mga mekanismong iminungkahi upang ipaliwanag ang mga obserbasyong ito ay ang pagkawala ng tubig (ng lumulubog na tektonika plaka), tuluy-tuloy na pag-iinit, at pagbabago ng estado o anyo ng mga minerales sa ilalim. Maaari kasing bumaba ang geothermal gradient sa mga lugar kung saan lumulubog pailalim ang malamig na materyal, na siya namang nagpapatikas sa nakapalibot na mantel at maaaring maging dahilan ng pagkakaroon ng lindol sa gayong mga lalim.

Paggagalugad 
Ang paggagalugad sa mantel ay karaniwang isinasagawa sa sahig ng dagat kaysa sa lupa dahil mas manipis ang balat pandagat kumpara sa balat na kontinental.

Ang unang tangka upang galugarin ang mantel, ang Proyektong Mohole (bigkas: MO-howl), ay itinigil noong 1966 dahil sa mga sunud-sunod na kapalpakan at paglobo ng mga gastusin. Ang pinakamalalim na nabutas ng proyekto ay 180 m lamang. Mas matagumpay ang Proyektong Deep Sea Drilling (DSDP) na umiral mula 1968 hanggang 1983 at pinatakbo ng Surian ng Osyanograpiya ng Scripps sa Unibersidad ng California, San Diego. Sinundan ito ng Ocean Drilling Program (na kalauna'y naging Integrated Ocean Drilling Program) noong 1985.

Noong ika-5 ng Marso, 2007, isang pangkat ng mga siyentistang nakasakay sa submarinong RRS James Cook ang naglakbay papunta sa sahig ng Karagatang Atlantiko kung saan may nakalantad na bahagi ng mantel na walang balat na nakapatong, sa pagitan ng Cabo Verde at Dagat Karibe. Nasa tatlong kilometro sa ilalim ng dagat ang naturang lugar at sumasakop ng ilang libong kilometro kwadrado. Tinangka ng Hapones na sasakyang pandagat na Chikyu na magbarena ng muwestra 7 km paibaba mula sa ibabaw ng sahig ng dagat, na halos tatlong beses na mas malalim kumpara sa mga nagdaang programa ng pagbabarena.

Mga sanggunian 

Estruktura ng Daigdig
Heolohiya