Vulkaanidega on üks rist ja viletsus. Koolis on meile räägitud midagi ja just nii, et oleks hea seletada ja ei pea eriti pead vaevama.
Kõige tüüpilisem seletus on selline.
Arvuti pilt Maakerast on selline ja kui viitsite, siis võite lugeda teadlaste arvamust sellest kerast.
Maa on kihiline, siseehituselt sarnaneb ta munaga, koosnedes tuumast (rebu), vahevööst ehk mantlist (munavalge) ja maakoorest ning mitmest üleminekukihist, mis kõik kujutavad üksteise sees olevaid geosfääre. Maakoor on suhteliselt õhuke, ulatudes mandritel kuni 40 km ja ookeanide põhja all kuni 10 km sügavusele. Mantli paksus on 2800 kilomeetrit ja selle sees oleva tuuma raadius 3500 kilomeetrit.
Põrgukatelt maa all pole
Kauged taevasfäärid on inimest ürgajast peale ahvatlenud. Iidsed tsivilisatsioonid teadsid uskumatult palju taevakehade liikumisest, aastaaegadest, kliimast. Maakera sisemuse kohta polnud aga mingit aimu isegi veel paarsada aastat tagasi. Nii saigi tundmatust allmaailmast paras paik põrgute või surnuriikide jaoks.
Mõne aasta eest päris üks tore Hiiumaa mutt minult kui geoloogilt tõsimeeli, et mida tean põrgulaest läbi puuritud sügavast puuraugust, kust kostnud patuste hingede südantlõhestavaid oigeid. Pidin seletama, et Koola poolsaarel puuriti tõesti ülisügavat puurauku maakera vanimaisse, arhaikumi kristallkiltadesse, eesmärgiga saada kivimiproove mandrite maakoore senitundmatust alumisest kihist (basaldikihist). Puurauguga jõuti 11 800 m sügavusele. Kuid ei geofüüsikute määratud Conradi jaotuspinda, mis pidanuks eraldama ülemist "graniidikihti" alumisest "basaldikihist", ega põrgukatelt pole leitud. Temperatuur tõusis puuraugus küll üle 200 kraadi, ent see vastas tavalisele geotermilisele gradiendile — maakera on ju seest tuline.
Teaduses püsis pikka aega ettekujutus, et õhukese tahketest kivimitest koosneva maakoore all on Maa sisemuses tulikuum sula magma. Kui maakoor praguneb, tungib see vulkaanipursete näol pinnale, sügaval maakoore sees aga hangub kristalseteks tardkivimiteks, millest koosnebki suurem osa maakoorest. Oletati, et miljardite aastate jooksul on algselt vedel maakera kattunud üha pakseneva tahke koorega, ent on tänaseni jäänud seest vedelaks. Alles käesoleva sajandi alguses tõestas geofüüsika, et vedelast magmast koosneva Maa idee on väär.
Kauged taevasfäärid on inimest ürgajast peale ahvatlenud. Iidsed tsivilisatsioonid teadsid uskumatult palju taevakehade liikumisest, aastaaegadest, kliimast. Maakera sisemuse kohta polnud aga mingit aimu isegi veel paarsada aastat tagasi. Nii saigi tundmatust allmaailmast paras paik põrgute või surnuriikide jaoks.
Mõne aasta eest päris üks tore Hiiumaa mutt minult kui geoloogilt tõsimeeli, et mida tean põrgulaest läbi puuritud sügavast puuraugust, kust kostnud patuste hingede südantlõhestavaid oigeid. Pidin seletama, et Koola poolsaarel puuriti tõesti ülisügavat puurauku maakera vanimaisse, arhaikumi kristallkiltadesse, eesmärgiga saada kivimiproove mandrite maakoore senitundmatust alumisest kihist (basaldikihist). Puurauguga jõuti 11 800 m sügavusele. Kuid ei geofüüsikute määratud Conradi jaotuspinda, mis pidanuks eraldama ülemist "graniidikihti" alumisest "basaldikihist", ega põrgukatelt pole leitud. Temperatuur tõusis puuraugus küll üle 200 kraadi, ent see vastas tavalisele geotermilisele gradiendile — maakera on ju seest tuline.
Teaduses püsis pikka aega ettekujutus, et õhukese tahketest kivimitest koosneva maakoore all on Maa sisemuses tulikuum sula magma. Kui maakoor praguneb, tungib see vulkaanipursete näol pinnale, sügaval maakoore sees aga hangub kristalseteks tardkivimiteks, millest koosnebki suurem osa maakoorest. Oletati, et miljardite aastate jooksul on algselt vedel maakera kattunud üha pakseneva tahke koorega, ent on tänaseni jäänud seest vedelaks. Alles käesoleva sajandi alguses tõestas geofüüsika, et vedelast magmast koosneva Maa idee on väär.
Joon. 1. Maakera kihiline ehitus.
Maakera seismiliste lainete valguses
Maavärinate kollete asukoha määramisel tuli ilmsiks, et neid põhjustavad kivimasside nihked toimuvad mitte üksi maakoores, vaid ka sügaval koorealustes kihtides — Maa mantlis ehk vahevöös. Vaikset ookeani ümbritsevas seismilises vööndis on registreeritud kuni 700 km sügavuselt saabuvate maavärinate signaale. Järelikult on kivimid nii sügavalgi tahkes olekus ning saavad murduda, pannes maa värisema. Vedelas magmas poleks see võimalik.
Et tugevate maavärinate "hääl" kostub kaugele, tungivad maavärinate tõugetest tekkivad elastsed (seismilised) lained läbi kogu maakera. Registreerides lainete saabumisaega maailma eri paikades, mõõdavad geofüüsikud nende levimiskiirust Maa sisemuses. Selle kaudu arvutatakse välja läbitava aine tihedus ja mõned muud füüsikalised omadused, mille alusel tehakse enam või vähem tõenäolisi oletusi Maa sisesfääride koosseisu ja seisundi kohta.
Niiviisi maavärinate "häält" kuulates saadigi teada, et meie planeet on jaotunud mitmeks üksteise sees olevaks geosfääriks, ja on seega kihiline. Kindlaks on tehtud kolm peamist erinevate füüsikaliste omadustega selgelt piiritletud geosfääri: õhuke maakoor (25—80 km mandrite all, 6—10 km ookeanipõhja all), 2800 km paksune mantel ning mantli sees tuum raadiusega 3500 km (joon. 1). Seismiliste lainete levimiskiirus maakoores kõigub vahemikus 2—7 km/s; mantlis on see 8—14 km/s ning tuumas 8—11 km/s (joon. 2). Nende abil eristatakse Maa sisemuses veel mitut jaotuspinda, mis eraldavad üksteisest eelnimetatud kihte.
Maakoort eraldab mantlist selgelt määratletav Mohoroviãiçi jaotuspind, mis sai oma nimetuse seda esimesena uurinud Jugoslaavia geofüüsiku A. Mohoroviãiçi (1857—1936) järgi. Seismiliste lainete levimiskiirus suureneb selles järsult. Kui maakoore alumises kihis on nende kiirus 6,7—7,2 km/s, siis ülamantli pealmises kihis — litosfääris — juba 7,6—8,6 km/s. Nende andmete järgi välja arvutatud maakoore keskmine tihedus on 2,9 g/cm3, ülamantli tihedus aga kõigub 3,3—3,7 g/cm3 piires. Võrreldes saadud suurusi maakoores tuntud kivimite tihedusega (mantlini pole ju ükski puurauk seni jõudnud), tuldi järeldusele, et aine tiheduse järsk suurenemine Mohoroviãiçi jaotuspinnal tähistab piiri maakoore basaldi koosseisuga tardkivimite ja mantli ultrabasiitide märkus 1 vahel. Suhteliselt "kergem" (rohkem räni ja alumiiniumi sisaldav) maakoor lasub seega "raskemal" (kõrge magneesiumi ja raua sisaldusega) ultrabasiidist koosneval mantlil, tagades niimoodi Maa välimiste geosfääride tasakaalu gravitatsiooniväljas.
Ülamantlis, litosfääri all, avastati suhteliselt väiksema tihedusega kiht — astenosfäär, kus mantli ultrabasiitidest kõrge temperatuuri juures sulab välja basaltmagma. Osaliselt sula, osaliselt tahket astenosfääri peetakse vulkaanidest purskuva basaltlaava "köögiks". Mööda plastilist astenosfääri rändavad kõvad litosfääri laamad, millest tuleb juttu järgmises loos (vt. Rändav ja uuenev maakoor). Ülamantlit eraldab alusmantlist 400—700 km sügavusel Vene teadlase Golitsõni nime kandev jaotuspind, kus seismiliste lainete kiirus (tähendab aine tihedus) jälle järsult kasvab, jõudes alusmantli "põhjas" suuruseni 14 km/s. Meenutagem, et kõige sügavamad maavärinad toimuvad just 700 km sügavusel, allpool neid registreeritud pole. Arvatavasti on mantli ultrabasiidi koosseisuga kivimid seal, tohutu rõhu ja kõrge temperatuuri all, mingis pigitaolises plastilises olekus, evides nii tahke aine kui ka viskoosse vedeliku omadusi. Seetõttu nad ka ei murdu ega tekita maavärinaid.
Maavärinate kollete asukoha määramisel tuli ilmsiks, et neid põhjustavad kivimasside nihked toimuvad mitte üksi maakoores, vaid ka sügaval koorealustes kihtides — Maa mantlis ehk vahevöös. Vaikset ookeani ümbritsevas seismilises vööndis on registreeritud kuni 700 km sügavuselt saabuvate maavärinate signaale. Järelikult on kivimid nii sügavalgi tahkes olekus ning saavad murduda, pannes maa värisema. Vedelas magmas poleks see võimalik.
Et tugevate maavärinate "hääl" kostub kaugele, tungivad maavärinate tõugetest tekkivad elastsed (seismilised) lained läbi kogu maakera. Registreerides lainete saabumisaega maailma eri paikades, mõõdavad geofüüsikud nende levimiskiirust Maa sisemuses. Selle kaudu arvutatakse välja läbitava aine tihedus ja mõned muud füüsikalised omadused, mille alusel tehakse enam või vähem tõenäolisi oletusi Maa sisesfääride koosseisu ja seisundi kohta.
Niiviisi maavärinate "häält" kuulates saadigi teada, et meie planeet on jaotunud mitmeks üksteise sees olevaks geosfääriks, ja on seega kihiline. Kindlaks on tehtud kolm peamist erinevate füüsikaliste omadustega selgelt piiritletud geosfääri: õhuke maakoor (25—80 km mandrite all, 6—10 km ookeanipõhja all), 2800 km paksune mantel ning mantli sees tuum raadiusega 3500 km (joon. 1). Seismiliste lainete levimiskiirus maakoores kõigub vahemikus 2—7 km/s; mantlis on see 8—14 km/s ning tuumas 8—11 km/s (joon. 2). Nende abil eristatakse Maa sisemuses veel mitut jaotuspinda, mis eraldavad üksteisest eelnimetatud kihte.
Maakoort eraldab mantlist selgelt määratletav Mohoroviãiçi jaotuspind, mis sai oma nimetuse seda esimesena uurinud Jugoslaavia geofüüsiku A. Mohoroviãiçi (1857—1936) järgi. Seismiliste lainete levimiskiirus suureneb selles järsult. Kui maakoore alumises kihis on nende kiirus 6,7—7,2 km/s, siis ülamantli pealmises kihis — litosfääris — juba 7,6—8,6 km/s. Nende andmete järgi välja arvutatud maakoore keskmine tihedus on 2,9 g/cm3, ülamantli tihedus aga kõigub 3,3—3,7 g/cm3 piires. Võrreldes saadud suurusi maakoores tuntud kivimite tihedusega (mantlini pole ju ükski puurauk seni jõudnud), tuldi järeldusele, et aine tiheduse järsk suurenemine Mohoroviãiçi jaotuspinnal tähistab piiri maakoore basaldi koosseisuga tardkivimite ja mantli ultrabasiitide märkus 1 vahel. Suhteliselt "kergem" (rohkem räni ja alumiiniumi sisaldav) maakoor lasub seega "raskemal" (kõrge magneesiumi ja raua sisaldusega) ultrabasiidist koosneval mantlil, tagades niimoodi Maa välimiste geosfääride tasakaalu gravitatsiooniväljas.
Ülamantlis, litosfääri all, avastati suhteliselt väiksema tihedusega kiht — astenosfäär, kus mantli ultrabasiitidest kõrge temperatuuri juures sulab välja basaltmagma. Osaliselt sula, osaliselt tahket astenosfääri peetakse vulkaanidest purskuva basaltlaava "köögiks". Mööda plastilist astenosfääri rändavad kõvad litosfääri laamad, millest tuleb juttu järgmises loos (vt. Rändav ja uuenev maakoor). Ülamantlit eraldab alusmantlist 400—700 km sügavusel Vene teadlase Golitsõni nime kandev jaotuspind, kus seismiliste lainete kiirus (tähendab aine tihedus) jälle järsult kasvab, jõudes alusmantli "põhjas" suuruseni 14 km/s. Meenutagem, et kõige sügavamad maavärinad toimuvad just 700 km sügavusel, allpool neid registreeritud pole. Arvatavasti on mantli ultrabasiidi koosseisuga kivimid seal, tohutu rõhu ja kõrge temperatuuri all, mingis pigitaolises plastilises olekus, evides nii tahke aine kui ka viskoosse vedeliku omadusi. Seetõttu nad ka ei murdu ega tekita maavärinaid.
Joon. 2. Seismiliste pikilainete (vp) ja põikilainete (vs)
levimiskiirus Maa sisemuses. Tuuma piiril, 2800 km
sügavusel, pikilainete kiirus langeb järsult,
põikilained aga ei läbi tuuma üldse.
Mantli ja tuuma piiril, 2800 km sügavusel, muutub seismiliste lainete käitumine aga teistsuguseks (vt. joon.
2). Pikilainete kiirus langeb 14lt kuni ligikaudu 10 km/s, põikilained aga läbi tuuma üldse ei pääse, neeldudes
või põrkudes selle pinnalt. Tuum heidab põikilainete levikupildile selge "varju". Siit järeldub, et tuum peab vedel
olema, sest just vedelikest põikilained läbi ei tungi. Hiljaaegu avastati vedela välistuuma sees siiski tahke sisetuum,
mille läbimisel pikilainete kiirus taas suureneb. Maakera keskpunktis
ulatub see kuni 11 kilomeetrini sekundis. Aine tihedus võib seal mõnede mudelite kohaselt ulatuda
20 grammini kuupsentimeetris. Alusmantli ja välistuuma
piiril eristatakse õhukest vahekihti (Dkihti), milles käib ainevahetus tuuma ja mantli vahel.
Kõik katsed viitasid üsna kaua sellele, et Maa tuum on vedelas olekus. Hiljaaegu avastati, et vedela välistuuma sees on siiski tahke sisetuum, mille ühe
kuupsentimeetri mass võib ulatuda 20 grammini.
Allmaailma saadikud
Seesmiste geosfääride koosseisust võime ikkagi rääkida vaid kaudsete geofüüsikaliste andmete alusel, otse sealt proove võtma geoloog ju ei pääse. Ent vahel siiski on Maa geodünaamiliste protsesside käigus oma sisemusest meieni ise teateid toonud.
Noodsamad jääliustikega Soomest ja Skandinaaviast toodud graniidid, gneisid ja kristallkildad, mida rändrahnudes igaüks Eestiski näha võib, on ju tekkinud maakoores umbes 20 km sügavusel ning hiljem pinnale kerkinud. Kurdmäestikes, näiteks Alpides ja Uuralis, on suuri ultrabasiidimassiive, mis murranguid pidi ülamantlist maakoorde on tunginud. India ookeani põhjast saime ultrabasiidi proove, mis oma koosseisult sarnanesid oletatava algse meteoriitidest kokku saanud Maa koosseisuga. Tuntud Läti päritolu Vene akadeemik Aleksandr Peive naljatas, et ta kõndinud Omaanis ekskursioonil olles mööda Mohoroviãiçi jaotuspinda maakoore basaldikihi ja ülamantli ultrabasiidi vahel.
Basalt ise on ju samuti mantlist pärit, kuna basaltlaava sulas välja mantli ultrabasiidist astenosfääris. Havai saartelt tõin kaasa tüki sulanud koorikuga ultrabasiiti. Küllap oli basaltlaava selle kuskilt ookeanipõhja all lasuvast mantlist kaasa haaranud.
Võimsate vulkaaniliste plahvatuste tagajärjel on läbi maakoore tunginud teemante sisaldav kimberliit. Et süsinik kristalliseerub teemandiks umbes 150 km sügavusel ülamantlis valitseva rõhu all, pidid LõunaAafrika ja Jakuutia teemandimaardlate nn. plahvatustorud ulatuma niisama sügavale, tuues meile kätte teateid sealsete kivimite koosseisust, sealhulgas neis sisalduvatest elementide isotoopidest.
Selgus, et süsiniku stabiilsete (mitteradioaktiivsete) isotoopide 12C ja 13C suhe teemantides on sarnane samade isotoopide suhtele ookeanides elusorganismide vahendusel settinud karbonaatides. Leidis kinnitust otse fantastilisena näiv Vene teadlase O. Sorotini hüpotees, mille kohaselt teemantide tekkeks vajalik süsinik sattus 150 km sügavusele mandrite alla ookeanipõhja karbonaatsetetest, mis koos ookeani litosfääri laamadega (vt. järgmist artiklit) on mantli sügavusse sukeldunud.
Veel palju sügavamalt tõid teateid osmiumist, iriidiumist ja rubiidiumist koosneva haruldase mineraali tillukesed kristallid, mis leiti ultrabasiidi murenemisel tekkinud setetest Oregoni osariigis USAs. Osmiumi isotoopide suhe neis kristallides erines ülamantli ultrabasiidile omasest ning vastas suhtele, mis tekiks, kui segada tuuma ja mantli aine teatud vahekorras. Küll küsimärgi all, aga need andmed avaldanud USA ja Taani teadlased oletavad, et kristallid on konvektsioonivoogudega tuuma ja mantli vahelisest Dkihist välja kantud.
Seesmiste geosfääride koosseisust võime ikkagi rääkida vaid kaudsete geofüüsikaliste andmete alusel, otse sealt proove võtma geoloog ju ei pääse. Ent vahel siiski on Maa geodünaamiliste protsesside käigus oma sisemusest meieni ise teateid toonud.
Noodsamad jääliustikega Soomest ja Skandinaaviast toodud graniidid, gneisid ja kristallkildad, mida rändrahnudes igaüks Eestiski näha võib, on ju tekkinud maakoores umbes 20 km sügavusel ning hiljem pinnale kerkinud. Kurdmäestikes, näiteks Alpides ja Uuralis, on suuri ultrabasiidimassiive, mis murranguid pidi ülamantlist maakoorde on tunginud. India ookeani põhjast saime ultrabasiidi proove, mis oma koosseisult sarnanesid oletatava algse meteoriitidest kokku saanud Maa koosseisuga. Tuntud Läti päritolu Vene akadeemik Aleksandr Peive naljatas, et ta kõndinud Omaanis ekskursioonil olles mööda Mohoroviãiçi jaotuspinda maakoore basaldikihi ja ülamantli ultrabasiidi vahel.
Basalt ise on ju samuti mantlist pärit, kuna basaltlaava sulas välja mantli ultrabasiidist astenosfääris. Havai saartelt tõin kaasa tüki sulanud koorikuga ultrabasiiti. Küllap oli basaltlaava selle kuskilt ookeanipõhja all lasuvast mantlist kaasa haaranud.
Võimsate vulkaaniliste plahvatuste tagajärjel on läbi maakoore tunginud teemante sisaldav kimberliit. Et süsinik kristalliseerub teemandiks umbes 150 km sügavusel ülamantlis valitseva rõhu all, pidid LõunaAafrika ja Jakuutia teemandimaardlate nn. plahvatustorud ulatuma niisama sügavale, tuues meile kätte teateid sealsete kivimite koosseisust, sealhulgas neis sisalduvatest elementide isotoopidest.
Selgus, et süsiniku stabiilsete (mitteradioaktiivsete) isotoopide 12C ja 13C suhe teemantides on sarnane samade isotoopide suhtele ookeanides elusorganismide vahendusel settinud karbonaatides. Leidis kinnitust otse fantastilisena näiv Vene teadlase O. Sorotini hüpotees, mille kohaselt teemantide tekkeks vajalik süsinik sattus 150 km sügavusele mandrite alla ookeanipõhja karbonaatsetetest, mis koos ookeani litosfääri laamadega (vt. järgmist artiklit) on mantli sügavusse sukeldunud.
Veel palju sügavamalt tõid teateid osmiumist, iriidiumist ja rubiidiumist koosneva haruldase mineraali tillukesed kristallid, mis leiti ultrabasiidi murenemisel tekkinud setetest Oregoni osariigis USAs. Osmiumi isotoopide suhe neis kristallides erines ülamantli ultrabasiidile omasest ning vastas suhtele, mis tekiks, kui segada tuuma ja mantli aine teatud vahekorras. Küll küsimärgi all, aga need andmed avaldanud USA ja Taani teadlased oletavad, et kristallid on konvektsioonivoogudega tuuma ja mantli vahelisest Dkihist välja kantud.
Tuuma mõistatused
Maakera raske tuuma olemasolus veenduti siis, kui määrati Maa keskmine tihedus (5,5 g/cm3). See osutus tunduvalt suuremaks mitte üksi maakoore kivimite tihedusest, vaid ka suure rõhu all kokku surutud ultrabasiidi omast. Nüüd teame, et 7000kilomeetrise läbimõõduga tuuma mass on 1,9x1027g, mis moodustab 31—32 protsenti maakera kogumassist.
Tuum on tohutu rõhu all. Vedela välistuuma pinnal on rõhk üle 1,3 megabaari, maakera keskpunktis umbes 3,7 megabaari. Temperatuur on välistuumas uute andmete järgi umbes 2800 K ning ei ületa 4000 K planeedi keskpunktis. Et silikaatidest koosnevat mantlit nii suure rõhu all sulatada, peaks temperatuur vähemalt 2000 K kõrgem olema. Ometi on välistuum sula. Järelikult ei koosne see mantli silikaatidest, vaid mingist muust madalama sulamispunktiga ainest. Millest siis?
Maakeras laialt levinud elementide seas on raskeim raud, mille sulamispunkt on teatavasti silikaatide omast palju madalam. Seepärast näis kõige tõenäolisem olevat umbes 10% niklit sisaldavast rauast tuuma mudel. Seda enam, et raudmeteoriitide näol sajab nikkelrauda maailmaruumist meie koduplaneedi pinnale tänapäevalgi. Mudelil oli ainult üks viga sees. Raua sulamispunkt vastava rõhu all on tuuma oletatavast temperatuurist ikkagi kõrgem ning raud selle juures ei sulaks. Tuli otsida mingi sulamispunkti alandav lisand. Sobivaimaks osutus hapnik. Nii kujunes oletatavaks tuuma koostisosaks raudoksiid (Fe2O).
Üsna hiljuti tegid USA füüsikud oma superarvuteil Maa tuuma temperatuuri mudelarvutusi ja said kõige tõenäolisemaks temperatuuriks 5500 ºC, mis on kõrgem minu toodust (O. Sorotini järgi), kuid ikkagi madalam puhta raua (või nikkelraua) sulamispunktist vastava rõhu all. Nii et jutt hapniku lisandist nikkelrauast tuumas jääb kehtima, ainult et Fe2O sisaldus peaks olema väiksem.
Kui Maa 4,6 miljardit aastat tagasi gaasitolmupilvest kokku sai, kujutas see endast enamvähem ühesuguse ultrabasiidi (kivimeteoriidi) koosseisuga külma taevakeha, millel polnud mingit tuuma. Tol ajal tänasest palju suurema ja kiiremini ümber Maa tiirleva Kuu külgetõmbejõu mõjul ning meteoriitide langemise löökidest planeet kuumenes, kuni raudoksiid hakkas välja sulama ja vajus aegamööda tilkhaaval allapoole. Kuna planeeti soojendas väljaspoolt tulev soojusenergia, kogunesid raudoksiidi tilgad algul noore Maa õhukese mantli alla, moodustades seal raske vahekihi. Et aga allpool olev algne aine oli sellest kergem, tekkis planeedis gravitatsiooniline ebastabiilsus. Maa läks tasakaalust välja ning võis oodata katastroofi. Gravitatsioonilise diferentseerumise käigus vabanev soojusenergia küttis aga planeedi varasemast veel kuumemaks, kuni raske raudne vahekiht lõpuks kõvast algse aine südamikust läbi murdis ja planeedi keskele tungis ning massiivse ja raske, sulast raudoksiidist tuuma moodustas. See tõesti katastroofiline sündmus leidis aset umbes 2,6 miljardit aastat tagasi, arhaikumi ja proterosoikumi piiril. Maa taastas tasakaalu gravitatsiooniväljas. Soojusenergia juurdevool kahanes järsult (joon. 3) ning tuuma edasine kasv aeglustus, ehkki kestab tänapäevani.
Maakera raske tuuma olemasolus veenduti siis, kui määrati Maa keskmine tihedus (5,5 g/cm3). See osutus tunduvalt suuremaks mitte üksi maakoore kivimite tihedusest, vaid ka suure rõhu all kokku surutud ultrabasiidi omast. Nüüd teame, et 7000kilomeetrise läbimõõduga tuuma mass on 1,9x1027g, mis moodustab 31—32 protsenti maakera kogumassist.
Tuum on tohutu rõhu all. Vedela välistuuma pinnal on rõhk üle 1,3 megabaari, maakera keskpunktis umbes 3,7 megabaari. Temperatuur on välistuumas uute andmete järgi umbes 2800 K ning ei ületa 4000 K planeedi keskpunktis. Et silikaatidest koosnevat mantlit nii suure rõhu all sulatada, peaks temperatuur vähemalt 2000 K kõrgem olema. Ometi on välistuum sula. Järelikult ei koosne see mantli silikaatidest, vaid mingist muust madalama sulamispunktiga ainest. Millest siis?
Maakeras laialt levinud elementide seas on raskeim raud, mille sulamispunkt on teatavasti silikaatide omast palju madalam. Seepärast näis kõige tõenäolisem olevat umbes 10% niklit sisaldavast rauast tuuma mudel. Seda enam, et raudmeteoriitide näol sajab nikkelrauda maailmaruumist meie koduplaneedi pinnale tänapäevalgi. Mudelil oli ainult üks viga sees. Raua sulamispunkt vastava rõhu all on tuuma oletatavast temperatuurist ikkagi kõrgem ning raud selle juures ei sulaks. Tuli otsida mingi sulamispunkti alandav lisand. Sobivaimaks osutus hapnik. Nii kujunes oletatavaks tuuma koostisosaks raudoksiid (Fe2O).
Üsna hiljuti tegid USA füüsikud oma superarvuteil Maa tuuma temperatuuri mudelarvutusi ja said kõige tõenäolisemaks temperatuuriks 5500 ºC, mis on kõrgem minu toodust (O. Sorotini järgi), kuid ikkagi madalam puhta raua (või nikkelraua) sulamispunktist vastava rõhu all. Nii et jutt hapniku lisandist nikkelrauast tuumas jääb kehtima, ainult et Fe2O sisaldus peaks olema väiksem.
Kui Maa 4,6 miljardit aastat tagasi gaasitolmupilvest kokku sai, kujutas see endast enamvähem ühesuguse ultrabasiidi (kivimeteoriidi) koosseisuga külma taevakeha, millel polnud mingit tuuma. Tol ajal tänasest palju suurema ja kiiremini ümber Maa tiirleva Kuu külgetõmbejõu mõjul ning meteoriitide langemise löökidest planeet kuumenes, kuni raudoksiid hakkas välja sulama ja vajus aegamööda tilkhaaval allapoole. Kuna planeeti soojendas väljaspoolt tulev soojusenergia, kogunesid raudoksiidi tilgad algul noore Maa õhukese mantli alla, moodustades seal raske vahekihi. Et aga allpool olev algne aine oli sellest kergem, tekkis planeedis gravitatsiooniline ebastabiilsus. Maa läks tasakaalust välja ning võis oodata katastroofi. Gravitatsioonilise diferentseerumise käigus vabanev soojusenergia küttis aga planeedi varasemast veel kuumemaks, kuni raske raudne vahekiht lõpuks kõvast algse aine südamikust läbi murdis ja planeedi keskele tungis ning massiivse ja raske, sulast raudoksiidist tuuma moodustas. See tõesti katastroofiline sündmus leidis aset umbes 2,6 miljardit aastat tagasi, arhaikumi ja proterosoikumi piiril. Maa taastas tasakaalu gravitatsiooniväljas. Soojusenergia juurdevool kahanes järsult (joon. 3) ning tuuma edasine kasv aeglustus, ehkki kestab tänapäevani.
Joon. 3. Mantli konvektsioonivood kerkivad tuuma kõrgendikelt ja vajuvad
alla tuuma nõgudes. Välistuuma ja alusmantli piiril on D-vahekiht,
milles toimub ainevahetus tuuma ja mantli vahel.
Maakera liikuv sisemus
Seismilise tomograafia uute meetodite abil avastati tuuma pinnal mitmekilomeetrise amplituudiga kõrgendikud ja lohud. Tehti kindlaks, et kõrgendike kohal, näiteks Vaikse ookeani keskosa või Aafrika all, on mantel keskmisest väiksema tihedusega ja tavalisest suhteliselt kuumem. Mantli kõrgest temperatuurist räägib anomaalselt suur Maa sisemusest õhkuv soojusvoog. Kuuma mantli piirkondades tegutsevad teatud tüüpi vulkaanid, mis purskavad leelisrikast suurtest sügavustest kerkivat laavat. Vaikse ookeani põhjas on kümneid tuhandeid seda tüüpi vulkaane, nende seas Havai saared, Prantsuse Polüneesia, Lihavõttesaar ja paljud teised eksootilised paigad.
Anomaalsete piirkondade päritolu seletati mantli sügavusest kerkivate seenekujuliste "mantli pluumidega" (mantle plumes). Seos tuuma pinna kõrgendikega lubab oletada, et suurimate pluumide (superpluumide) "juured" ulatuvad tuuma pinnani (ülalmainitud Dkihini), kust kerkivad konvektsioonivood. Need kannavad üles suhteliselt kerget, tuuma pinnal rauast vabanenud mantli ainet ja koos sellega soojust. Ülamantlis või sügavamal, ülamantli ja alusmantli piiril, tekivad ülekuumutatud osaliselt sula mantli hiiglaslikud massiivid, mis üles pürgides kergitavad maakoort ja "toidavad" sula magmaga vulkaane (joon. 4).
Seismilise tomograafia uute meetodite abil avastati tuuma pinnal mitmekilomeetrise amplituudiga kõrgendikud ja lohud. Tehti kindlaks, et kõrgendike kohal, näiteks Vaikse ookeani keskosa või Aafrika all, on mantel keskmisest väiksema tihedusega ja tavalisest suhteliselt kuumem. Mantli kõrgest temperatuurist räägib anomaalselt suur Maa sisemusest õhkuv soojusvoog. Kuuma mantli piirkondades tegutsevad teatud tüüpi vulkaanid, mis purskavad leelisrikast suurtest sügavustest kerkivat laavat. Vaikse ookeani põhjas on kümneid tuhandeid seda tüüpi vulkaane, nende seas Havai saared, Prantsuse Polüneesia, Lihavõttesaar ja paljud teised eksootilised paigad.
Anomaalsete piirkondade päritolu seletati mantli sügavusest kerkivate seenekujuliste "mantli pluumidega" (mantle plumes). Seos tuuma pinna kõrgendikega lubab oletada, et suurimate pluumide (superpluumide) "juured" ulatuvad tuuma pinnani (ülalmainitud Dkihini), kust kerkivad konvektsioonivood. Need kannavad üles suhteliselt kerget, tuuma pinnal rauast vabanenud mantli ainet ja koos sellega soojust. Ülamantlis või sügavamal, ülamantli ja alusmantli piiril, tekivad ülekuumutatud osaliselt sula mantli hiiglaslikud massiivid, mis üles pürgides kergitavad maakoort ja "toidavad" sula magmaga vulkaane (joon. 4).
Joon. 4. Mantli pluumid (kuuma ja kergema mantli aine vood) kerkivad
tuuma/mantli vahelisest Dkihist 2800—2900 km sügavuselt ülamantli ja
alusmantli piirilt (Galitsõni jaotuspinnalt). Sattunud madalama
rõhuga väliskestadesse, kuum mantli aine paisub ja osaliselt sulab.
Tekivad tohutu suured magmakambrid, mis toodavad spetsiifilise
koosseisuga magmat suurte vulkaaniliste provintside jaoks.
Magmakolded ookeani keskmäestike all asuvad
ülamantlis palju väiksemal sügavusel.
Nõod on tuuma pinda arvatavasti vajutanud raske suhteliselt külma mantli aine allavoolud (vt. joon. 3).
Tuuma pinnal sulab alla vajunud mantli ultrabasiidist raud välja, kasvatamaks tuuma edasi, kergem jääk aga valgub
tuuma kõrgendikele, kust saavad alguse kerkivad konvektsioonivood. Hiljuti avastati, et mantel on eriti
raske (suure tihedusega) just Vaikset ookeani ümbritseva subduktsioonivööndi all, kus pikal teel jahtunud
litosfääri laamad kaarsaarestike alla sukelduvad (vt. järgmist artiklit). Sügavate maavärinate järgi otsustades
vajuvad külma litosfääri plaadid vähemalt Golitsõni jaotuspinnani, kuid vajuva raske mantli aine jälgi on
leitud sügavamaltki, kuni tuuma piirini välja (joon. 5).
Joon. 5. Uusim mantli "kahekorruselise" termokeemilise konvektsiooni mudel,
mille esitas 1999. aastal L. Lobkovski koos kaasautoritega. Maa läbilõige põhja
pool ekvaatorit. Justkui lömmilöödud tuuma kõrgendikelt kerkivad "alumise
korruse" suure ringvoolu tõusvad vood ookeanide all. Vaikse ookeani äärtel
on näha külma raske aine vajumist tuuma pinnani. Ülamantlis on väiksemad
"teise korruse" ringvoolud, mille panevad käima alumise
korruse suured konvektsiooniringlused.
Nii töötab mantli konvektsiooni hiiglaslik konveier. Tõusvad konvektsioonivood kannavad tuuma pinnalt
üles rauast vabanenud kuumaks köetud mantli ainet. Jõudnud kõva litosfääri alla, valgub see astenosfäärina laiali
või moodustab pluume, kust maakoorde kerkib magma. Konveieri horisontaalselt voogavad lülid panevad
liikuma litosfääri laamad. Jahtunud ja raskeks muutunud laamad sukelduvad subduktsioonivööndeis mantli
sügavusse. Jõudnud tuumani, annavad nad sellele ära osa oma rauda, kuumenevad, muutuvad kergemaks ja
kogunevad tuuma pinna kõrgendikele, et siit tõusvate konvektsioonivoogudena taas ülespoole pürgida.
Uusimate mudelite kohaselt on mantlis ühtse konvektsioonisüsteemi asemel kaks ringvoolu, üks alusmantlis, teine ülamantlis (vt. joon. 5), kuid nende kirjeldamine ei mahu selle artikli piiratud ruumi. Tuleb teiseks korraks jätta ka põnev jutt konvektsioonikonveieri tsüklilisest tegevusest, mis paneb mandrid kord superkontinentideks (pangeadeks) kokku kogunema, siis aga laiali triivima, nende vahele uusi ookeane moodustades (nn. Wilsoni tsüklid).
Uusimate mudelite kohaselt on mantlis ühtse konvektsioonisüsteemi asemel kaks ringvoolu, üks alusmantlis, teine ülamantlis (vt. joon. 5), kuid nende kirjeldamine ei mahu selle artikli piiratud ruumi. Tuleb teiseks korraks jätta ka põnev jutt konvektsioonikonveieri tsüklilisest tegevusest, mis paneb mandrid kord superkontinentideks (pangeadeks) kokku kogunema, siis aga laiali triivima, nende vahele uusi ookeane moodustades (nn. Wilsoni tsüklid).
Kui nüüd oleks see vulkaan just selline, et mingi kuum magma tahab kuskilt sügavusest välja pressida, siis tekib hulgaliselt küsimusi:
1. Mis on planeet? Millal alguse sai, kust ta pidevalt energiat saab, et lennata kuhugi ja kust kohast tuleb kera sisse pidevalt energiat ehk soojust juurde. See Magma oleks pidanud algsest paugust ehk energia hulgas miljonite aastate jooksul aina rohkem jahtuma - väga külmas kosmose vaakumis.
2. Mis imenipi läbi hoiab Maakoor kogu seda möllu kinni, kui suhteliselt on koor veel õhem kui õuna koor õunaga võrreldes. Samal ajal on veel mingid Tektoonilised plaadid, mis nihkuvad ja hõõruvad maavärinaid välja.
3. Kui mina oleks Laava, kes tahab välja saada, siis ma küll nii loll ei oleks, et pressiks välja "sodimassimäe" - Tipust. Ma pressiks otse - Kuumaveellika soonest.
Kui võtta nüüd see Vesuuv ja vaadates silmaga (arvutada võib igaüks, kes viitsib). Selle mäe raadius jalamilt on mingi 1,5 km. Kaugus Pompei varemeteni umbes 10 km. Kui suur on selle "mütsi" ruumala, mis väidetavalt kattis ümbruskonna viie, seitsme või isegi rohkema meetri "tuha" alla. Kui arvutada selle mütsi ruumala ja siis laotada see ümbruskonna pindalale nt 10 km diameetriga, saaks väga kindla kuupmeetrite arvu.
Mina seda teha ei viitsi, sest ilmselgelt on näha , et seda klibu massi seal tulla ei saa. Just nimelt Klibu, sest mingit Tuhka ei näinud ma Pompeis mitte kübetki.
Mis see siis on, see - Vulkaan ja miks see plumpsatab aegajalt just tipust. See on veidike keeruline seletada, sest kes teab, sellel on pilt ees. Kes ei tea, ilmselt ei usu. Kõik sellised mäed on - kaevandamise tulemused. Mingi mega-giga-super tsivilisatsioon, kes ehitas palju megaliit hooneid, valdas super tehnoloogiaid ja …. - Olid hiiglase kasvu. Sellest tuleb juttu ka järgmistes lugudes. Nad omasid hiiglaslikke kaevandusmasinaid, kuna vajasid maavarasid ja ka seda sama ehitusmaterjali, eriti aga väga head mördi ehk sidematerjali. Mäed on vaid - Aheraine jäätmelaod. Kuna mäetööstuse rikastamise käigus, ei võeta maagist kõiki aineid välja, siis jääb sinna palju sellist, mis hiljem nt. veega kokku puutudes hakkab keemiliselt reageerima. Selliseid aineid on palju, nt. magneesium või ka meie fosforiit, mis võivad "hakata keema" ja siis gaaside kogunemisel purskabki välja. Ja kuna tipust on kõige lihtsam ehk takistus kõige väiksem, sealt see siis välja paugatabki. Kraater on aga hoopiski koonus, mis tekib välja paiskunud materjalist tekkinud avasse tagasi "voolamise" tagajärjel. Noh ütleme, et lühidalt oleks siis selline seletus. Seega pole mitte kunagi itaallaste Vana-Rooma "betooni" sisse mingit "tuhka" pandud. Sellest tuleb ka juttu Phanteoni "templi" uuringust. Betooni on tehtud neist aegadest peale kui siin planeedil on üldse midagi ehitatud. Iseasi, mis Sideainega nii head betooni saab.
Kui googeldada Vulkaane, siis enamus neist on teravate tippudega. Pole sealt mingit mütsi ära lennanud ja susisevad-podisevad niisama.
Kaevandamise uurimisega vaatasin üle erinevaid seletusi ja panen veelkord kõige imelikuma.
1. Inglistina???
2. Seatina???
Kui googeldada Vulkaane, siis enamus neist on teravate tippudega. Pole sealt mingit mütsi ära lennanud ja susisevad-podisevad niisama.
Kaevandamise uurimisega vaatasin üle erinevaid seletusi ja panen veelkord kõige imelikuma.
1. Inglistina???
2. Seatina???
Tina (varasem eestikeelne nimetus inglistina) on keemiline element järjekorranumbriga 50, metall. Sümbol Sn
Kassiteriit on oksiidne mineraal, tinaoksiid (SnO2).
Kassiteriit on peamine tinamaak.
Kassiteriit kuulub tetragonaalse süngooniaga mineraalide hulka. Mineraali kõvadus Mohsi skaalal on 6–7, tihedus 6,8–7,1 g/cm³.
Värvuselt on mineraal enamasti pruun või must. Ta on tavaliselt läbipaistmatu, heledamad kristallid võivad olla ka läbipaistvad.
Kassiteriiti peetakse poolvääriskiviks ja sellest valmistatakse ehteid.
Kassiteriidi leiukohad on Malaisias, Tais, Indoneesias, Somaalias, Venemaal, Rwandas, Austraalias, Boliivias, Mehhikos, Kongo DV-s, Hiinas, Brasiilias.
Vot sellisest "poolvääriskivist" oskasid alaarenenud, alailma sõdivad ja logelevad "vanadroomlased", "vanadkreeklased", "egiptlased" jne rahvad, nende orjad, orjapidajad ja preestrid - valmistada Tina. Mida orjad piitsutamise tulemusel segasid vasega ja said pronksi. Ja kõike seda vaid selleks, et Amfiteatris gladiaatorid saaks "rahvarõõmuks" üksteist maha tappa.
Kommentaare ei ole:
Postita kommentaar