我们怎么能有“浮动”和对流地幔非液体吗?

Question

我一直认为地球的层如下:

• 地壳,认为在多数地方几十公里
• 地幔,完全由液态岩石和熔融金属,几千公里厚
• 外核,铁水
• 核心,固态铁

地幔是由液体很多道理。板块构造的想法漂浮在岩浆和互相碰撞是有道理的。

然而,我已经告诉迈克尔地幔是完全可靠,似乎不工作的思想

1. 浮动/移动的板块构造
2. 对流

如果地幔是坚固的,我们为什么不认为,地幔板块构造是“休息”而不是“浮动”?

我们怎么能有对流通过一些不流?即使固体岩石地幔热为什么不可以均匀地分配本身通过传导和否定任何对流倾向?

我意识到整本书可以写在这个话题,所以广义的答案是好。

Answer 1

地幔固体吗?
这是一个时间表的问题。地幔无疑是固体融化(除了在当地的地区可能发生),但是在一段足够长的时间尺度可以显示塑料行为在高温和压力下,用粘度的${~}\ \文本mathrm{10 ^{21} ~爸~ s} $(基于估计均衡)上的冰层融化后反弹。把橡皮泥——这显然是固体,但在压力下容易变形。这是地幔在长时间尺度上的表现如何在高温和压力。在短时间尺度地幔是脆性固体,这是什么使得它传输地震s波。

为什么地壳“浮”在地幔之上吗?
这个问题的答案很简单——地壳地幔密度小于长时间尺度、地壳地幔的韧性,不陷入地幔(除了在俯冲带,但那是另一回事)。花岗石的大陆地壳的平均密度美元左右\ mathrm {2.6 ~ g ~厘米^{3}}$,玄武岩海洋地壳美元左右\ mathrm {3 ~ g ~厘米^{3}}$,上地幔是美元左右\ mathrm {3.5 ~ g ~厘米^ {3}}$。

在地幔对流是如何工作的?
地幔对流的细节是一个活跃的研究课题但所有地质学家认为,地幔对流传热大力,这是主要形式的热传输从核心到地壳。如果你计算地幔的瑞利数推出美元R_a ~ \文本{~}~ 10 ^ 6美元,这表明对流应该充满活力。另一方面,地幔的热扩散率很低(${~}\ \文本mathrm {10 ^ {6} ~ m ^ 2 ~ s ^{1}} $)所以传导不是热传输的主要形式。

Answer 2

人类很难想象如何岩石流,因为所需的条件超出我们的日常经验。我们熟悉表面温度和压力,和地质短正规,固体和液体之间的差别是显而易见的。在非常高的温度和压力下,特别是久,固体可以假设可塑性,几乎像一个流体,尽管与超高粘度液体。你可以看到这些改变的结果当岩石岩石属性,哪些在深度发生了变形,带回地面。驱动器或通过任何山区跋涉在山上根已经被深侵蚀,暴露,你就会看到巨大的折叠——岩石塑性的例子。地幔是更深,更热,巨大的围压下,是的,地幔可以作为一个液体对流细胞没有。

Answer 3

我想添加到已经给出正确答案。

固体流动和变形,而不是液体。你可以弯曲铁棒。你可以降低塑料。你可以挤出尼龙包。的棉t恤弯曲当你移动你的手。这些都是固体。这种事情发生的能力取决于温度和压力。铁棒加热时容易弯曲。我相信你知道冻结(固体)对象以液态氮使他们更加脆弱。

固体和液体最明显的区别是他们变形的能力,但这并不意味着只有液体。液体没有晶体结构,而固体(一些)。以H₂O:水是液体,但冰是固体。然而,冰川可以变形和移动。所有的固体。变质岩变形,固态的。

一旦我们接受,固体变形没有液体,能够维持对流细胞和density-based分层并不令人惊讶。填写与树胶熊一个盒子,然后把一块巨大的钢。最终糖果将向上流动,而钢块沉。所有这一切将会发生在固体状态。