Астеносфера: температурные характеристики и поведение при движении мантии
Астеносфера — это верхний слой мантии Земли, расположенный непосредственно под литосферой на глубине от 80 до 200 км. Основное отличие астеносферы от других слоёв заключается в её пластичности и способности к медленному течению под воздействием длительных нагрузок.
Температурные характеристики астеносферы
Температура в астеносфере варьируется в пределах 1200-1500°C. Однако основным критерием является не столько температура, сколько соотношение температуры и давления, которое приводит к частичному плавлению пород (около 1-2%).
Интересный факт: несмотря на высокие температуры, астеносфера остаётся преимущественно твёрдой, а её пластичность объясняется явлением крип-течения — медленной деформацией минералов под действием постоянного напряжения.
Ключевые температурные показатели:
- Граница с литосферой: 1200-1300°C
- Центральная часть: 1400-1500°C
- Нижняя граница (переход к мезосфере): до 1600°C
Роль астеносферы в тектонике плит
Астеносфера играет ключевую роль в дрейфе континентальных плит, служа своеобразной «смазкой» для их движения. Процессы в этом слое определяют:
- Скорость движения литосферных плит (от 1 до 10 см/год)
- Формирование горячих точек и мантийных плюмов
- Изостатическое равновесие континентов
Механизм взаимодействия с литосферой
Пластичные свойства астеносферы объясняются несколькими факторами:
- Частичное плавление минералов оливина и пироксена
- Наличие межкристаллической жидкости
- Специфические условия температуры и давления
Исследования астеносферы
Для изучения этого слоя применяют различные методы:
- Сейсмическая томография (анализ скорости распространения волн)
- Геохимический анализ магматических пород
- Лабораторные эксперименты с высокими давлениями
- Спутниковые измерения гравитационных аномалий
Учёные обнаружили, что мощность астеносферы неоднородна: под океанами она тоньше (60-120 км), а под континентами может достигать 200-300 км. Эти различия объясняются разницей в тепловом потоке и составе пород.
Современные открытия
В последние годы исследования показали, что:
- В мантии существуют области с аномально низкой вязкостью — астеносферные каналы
- Температурные градиенты могут резко изменяться в пределах одного региона
- Астеносфера играет важную роль в перераспределении углерода в глубинных оболочках Земли