Τι διατηρεί το βράχο στο κάτω μέρος του μανδύα κάτω από το σημείο τήξης;

Υπάρχουν μερικοί βασικοί παράγοντες που κρατούν βράχους στο κάτω μανδύα κάτω από το σημείο τήξης, παρά την τεράστια πίεση και θερμότητα:

1. Πίεση:

* Σχέση Clausius-Clapeyron: Αυτή η θεμελιώδης αρχή αναφέρει ότι το σημείο τήξης μιας ουσίας αυξάνεται με την αυξανόμενη πίεση. Η τεράστια πίεση στο κάτω μανδύα (περίπου 1,3 εκατομμύρια φορές ατμοσφαιρική πίεση) αυξάνει σημαντικά το σημείο τήξης των πετρωμάτων πολύ πέρα ​​από την πραγματική θερμοκρασία.

2. Σύνθεση:

* Υψηλό περιεχόμενο ορυκτών: Το κατώτερο μανδύα αποτελείται κυρίως από πυριτικά ορυκτά όπως Bridgmanite, Ferropericlase και Wadsleyite. Αυτά τα ορυκτά έχουν πολύ υψηλά σημεία τήξης, ακόμη και κάτω από ακραία πίεση.

* Μετασχηματισμός ολιβίνης: Η Olivine, ένα κοινό ορυκτό στο άνω μανδύα, μετατρέπεται σε πυκνότερες φάσεις όπως το Wadsleyite και το Ringwoodite σε υψηλότερες πιέσεις. Αυτές οι φάσεις έχουν υψηλότερα σημεία τήξης, συμβάλλοντας περαιτέρω στη σταθερότητα της στερεάς κατάστασης.

3. Κλίση θερμοκρασίας:

* Γεωθερμική κλίση: Ενώ το κάτω μανδύα είναι ζεστό, η κλίση της θερμοκρασίας είναι χαμηλότερη από το άνω μανδύα. Αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία αυξάνεται πιο αργά με βάθος, εμποδίζοντας τους βράχους να φτάσουν στο σημείο τήξης τους.

* Αδιαβατική θέρμανση: Καθώς οι βράχοι κατεβαίνουν στο μανδύα, υπόκεινται σε συμπίεση. Αυτή η συμπίεση οδηγεί σε αδιαβατική θέρμανση, όπου αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του βράχου, αλλά η αύξηση της θερμοκρασίας δεν επαρκεί για να ξεπεραστεί η επαγόμενη από πίεση αύξηση του σημείου τήξης.

4. Περιεχόμενο νερού:

* Χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό: Το κατώτερο μανδύα πιστεύεται ότι έχει πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό. Το νερό λειτουργεί ως ροή, μειώνοντας το σημείο τήξης των πετρωμάτων. Η έλλειψη νερού συμβάλλει περαιτέρω στη στερεά κατάσταση.

5. Μεταφορά στερεάς κατάστασης:

* ροή μανδύα: Το κατώτερο μανδύα βιώνει αργή, σταθερή μεταφορά. Αυτή η κίνηση βοηθά στη διανομή της θερμότητας πιο ομοιόμορφα, εμποδίζοντας τις τοπικές περιοχές να φτάσουν στο σημείο τήξης τους.

Συνοπτικά:

Ο συνδυασμός τεράστιας πίεσης, ορυκτών σημείων υψηλού επιπέδου, χαμηλότερης γεωθερμικής κλίσης, χαμηλής περιεκτικότητας σε νερό και μεταφοράς στερεάς κατάστασης δημιουργεί ένα σταθερό περιβάλλον στο κατώτερο μανδύα, διατηρώντας τα βράχια κάτω από το σημείο τήξης τους παρά την ακραία θερμότητα.