Мантия — слой планеты между корой и ядром. На Земле она составляет большую часть объёма и массы каменной оболочки. Представление о ней как о подземном океане магмы неверно: почти вся земная мантия твёрдая, но на геологических масштабах способна очень медленно течь.
Из чего состоит земная мантия
Её образуют силикатные породы, богатые магнием и железом. С глубиной растут давление и температура, поэтому минералы меняют кристаллическую структуру. Граница мантии и ядра находится примерно на глубине 2900 километров, но свойства вещества внутри слоя неодинаковы.
Верхняя жёсткая часть мантии вместе с земной корой образует литосферу. Под ней находится более пластичная астеносфера. Это не полностью расплавленный слой: небольшая доля расплава возможна локально, а деформация твёрдых пород происходит под длительной нагрузкой.
Почему твёрдое вещество движется
Земля сохраняет тепло от формирования и получает тепло при радиоактивном распаде элементов. Различия температуры и плотности вызывают медленную конвекцию. Вместе с погружением холодных плит и подъёмом горячего материала она участвует в движении литосферных плит.
Магма возникает там, где условия понижают температуру плавления или повышают температуру пород: например при декомпрессии восходящего вещества, добавлении воды в зоне субдукции или контакте с особенно горячим источником. Извержения не означают, что вся мантия жидкая.
Как исследуют недоступную глубину
Самые глубокие скважины не достигают мантии в континентальной коре. Главные сведения дают сейсмические волны. Их скорость и направление меняются на границах материалов, а поперечные волны не проходят через жидкое внешнее ядро. Лабораторные эксперименты воспроизводят высокие давления, а состав мантийных обломков в вулканических породах даёт прямые образцы отдельных глубин.
Мантии других планет
У каменных планет и крупных спутников тоже могут быть силикатные мантии, но их толщина, температура и активность различаются. Небольшие тела быстрее теряют тепло; состав, вода и история столкновений влияют на то, сохраняется ли конвекция и тектоника. У ледяных миров слово «мантия» иногда применяют к толстому слою водяного льда над каменным ядром, поэтому состав всегда нужно уточнять.
Общую картину слоёв Земли и способы их распознавания даёт Геологическая служба США. Мантия — не просто глубинная оболочка: через перенос тепла она связывает внутреннюю эволюцию планеты с вулканизмом и движением поверхности.