Mántiya — Yerning to‘g‘ridan-to‘g‘ri qobiq ostida va yadroning ustida joylashgan qismi (geosfera). Yer moddalarining asosiy ulushi aynan mantiyada joylashgan. Mantiyalar Yerga o‘xshash guruhdagi boshqa sayyoralarda ham bor. Yer mantiyasi yer yuzasidan taxminan 30 km dan 2900 km gacha chuqurlikda joylashadi va Yer hajmining qariyb 80 % ini egallaydi.
Qobiq bilan mantiya orasidagi chegara Mohorovichich chegarasi (Moho) deb yuritiladi. Unda seysmik to‘lqinlar tezligi keskin oshadi — 7 km/s dan 8—8,2 km/s gacha. Bu chegara okeanlar ostida ~7 km, buklama-orogen kamarlari ostida ~70 km chuqurlikda yotadi. Yer mantiyasi yuqori mantiya va quyi mantiyaga bo‘linadi; ularning chegarasi taxminan 673 km chuqurlikdagi Golitsin qatlami hisoblanadi.
XX asr boshida Moho chegarasining tabiati faol muhokama qilingan. Ayrim tadqiqotchilar u yerda metamorfik reaksiya ro‘y berib, zichligi yuqori jinslar hosil bo‘ladi, deb taxmin qilgan. Namuna tariqasida eklogitlanish (eclogitization) keltirilgan: bazalt tarkibli jinslar eklogitga aylanib, ularning zichligi ~30 % ga ortadi. Boshqa olimlar esa seysmik tezliklarning keskin oshishini jinslar tarkibining o‘zgarishi (qiyin eruvchi va zich ultraasosiy (ultramafik) mantiyaviy jinslarga o‘tish) bilan izohlashgan. Bugun ikkinchi nuqtai nazar umumqabul qilingan.
Mantiya haqidagi ma’lumot manbalari
Yer mantiyasi bevosita tadqiqot uchun ochiq emas: u sirtga chiqmaydi va chuqur burg‘ulash ham unga yetib bormagan. Shuning uchun mantiyaga oid ma’lumotlarning katta qismi geokimyo (geochemistry) va geofizika (geophysics) usullari bilan olinadi; geologik tuzilish haqidagi ma’lumotlar esa juda cheklangan.
Mantiya quyidagi manbalar orqali o‘rganiladi:
- Geofizik ma’lumotlar — avvalo seysmik to‘lqinlar tezliklari, elektr o‘tkazuvchanlik va og‘irlik kuchi (gravitatsiya) maydoni bo‘yicha.
- Mantiyaviy eritmalar (magmalar) — peridotit, bazalt, komatiit (komatiite), kimberlit (kimberlite), lamproit (lamproite), karbonatit (carbonatite) va boshqa magmatik jinslar mantiyaning qisman erishidan hosil bo‘ladi. Eritmaning tarkibi — erigan jinslar tarkibi, erish mexanizmi va jarayonning fizik-kimyoviy sharoitlariga bog‘liq. Umuman, eritmadan manba jinsni tiklash murakkab vazifa.
- Mantiyaviy eritmalar tomonidan sirtga ko‘tarib chiqarilgan mantiyaviy jins bo‘laklari — ksenolitlar (xenoliths), ksenokristallar (xenocrysts) va olmoslar. Almoslar alohida ahamiyatga ega: ularda eng chuqur sharoitda hosil bo‘ladigan minerallar topilgan, ba’zilari hatto quyi mantiyadan kelgan bo‘lishi mumkin. Bunday almoslar — hozircha bevosita o‘rganish mumkin bo‘lgan eng chuqur “Yer bo‘laklari”.
- Yer qobig‘i tarkibida uchraydigan mantiyaviy jins majmualari. Bular mantiyaga eng yaqin analoglar bo‘lsa-da, to‘liq mos emas. Eng muhim farq — ularning qobiq tarkibida topilishidir; demak, ular noodatiy jarayonlar natijasida yuzaga kelgan va tipik mantiyani to‘liq aks ettirmasligi mumkin. Ular quyidagi geodinamik sharoitlarda uchraydi:
- Alp-tip gipyerbazitlar — orogenez (tog‘ hosil bo‘lishi) jarayonida qobiqka kiritilgan mantiyaviy qismlar. Eng ko‘p Alplarda uchraydi; nomi ham shundan.
- Ofiolit majmualaridagi gipyerbazitlar — qadimgi okean qobig‘ining qismlari tarkibidagi peridotitlar.
- Abyssal peridotitlar — okean tubida yoki riftdagi mantiyaviy jinslarning ko‘tarilib chiqishi. Bu majmualarning afzalligi — turli jinslar o‘rtasidagi geologik munosabatlarni joyida kuzatish mumkin.
Bundan tashqari, yapon tadqiqotchilari okean qobig‘ini mantiyagacha burg‘ilashga urinish rejasini e’lon qilishgan; burg‘ilash 2007-yilda boshlanishi rejalashtirilgan edi. Shuningdek, radioaktiv radionuklidlar parchalanishidan ajraladigan issiqlik bilan qizdiriladigan, o‘z-o‘zidan cho‘kuvchi volfram kapsulalari yordamida Moho chegarasi va yuqori mantiyaga yetib borish g‘oyasi ham muhokama qilingan.
Mantiyaning tarkibi
Mantiya asosan ultraasosiy (ultramafik) jinslardan: perovskitlar (perovskite), peridotitlar (lerzolit — lherzolite, gartsburgit — harzburgite, verlit — wehrlite), piroksenitlar (pyroxenite), dunitlar (dunite) va kamroq darajada asosiy jinslardan — eklogitlar (eclogite)dan tarkib topgan.
Mantiyaviy jinslar orasida qobiqda deyarli uchramaydigan kamyob turlar ham aniqlangan: flogopitli peridotitlar (phlogopite-bearing peridotite), grospiditlar (grospydite), karbonatitlar.
Yer mantiyasidagi asosiy elementlar miqdori (massaviy % bo‘yicha)
| Element | Konsentratsiya, % | Oksid | Konsentratsiya, % |
|---|---|---|---|
| O | 44,8 | SiO₂ | 46 |
| Si | 21,5 | MgO | 37,8 |
| Mg | 22,8 | FeO | 7,5 |
| Fe | 5,8 | Al₂O₃ | 4,2 |
| Al | 2,2 | CaO | 3,2 |
| Ca | 2,3 | Na₂O | 0,4 |
| Na | 0,3 | K₂O | 0,04 |
| K | 0,03 | Boshqalar | 0,9 |
| Boshqalar | 0,3 |
Mantiyaning tuzilishi
Mantiyada kechadigan jarayonlar yer qobig‘i va yer yuzasiga bevosita ta’sir ko‘rsatadi: materiklarning siljishi (tektonika), vulkanizm (vulcanism), zilzilalar, tog‘ hosil bo‘lishi (orogenez) va rudli konlarning shakllanishi shular jumlasidan. Shuningdek, mantiyaga Yerning metallik yadrosi ham faol ta’sir ko‘rsatadi.
Lavaning mantiyadan sizib chiqishi
“Yer osti okeani”
XXI asrda rossiyalik va fransuz olimlarining tadqiqotlari yuqori va quyi mantiyalar orasida suv miqdori o‘nlab bir foizlardan iborat bo‘lgan ulkan rezervuar mavjudligini ko‘rsatdi; undagi umumiy suv miqdori butun Dunyo okeanidagiga tenglashadi. Bu suv okean qobig‘ining subduktsiyasi (subduction) orqali mantiyaga kiradi. Shundan kelib chiqadiki, plitalar tektonikasi (plate tectonics) Yerda kamida 3,3 milliard yil avval boshlangan.
Issiqlik konvektsiyasi
Mantiyada harorat gradyenti ta’sirida issiqlik konvektsiyasi — quyi qatlamlardan yuqoriga moddalar ko‘tarilishi kuzatiladi. Issiqlik konvektsiyasi yer qobig‘i plitalari harakatining asosiy harakatlantiruvchi mexanizmi hisoblanadi. 1930-yillarda mantiyada konvektsiya mavjudligini dastlab taxmin qilganlardan biri ingliz geologi Artur Xolms (Arthur Holmes) edi.
