TUGAS MAKALAH GEOKIMIA
MANTEL BUMI
DI SUSUN OLEH :
NORBERIUS ALO ALFIANO
410014177
03
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA
JURUSAN TEKNIK GEOLOGI
S1
2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...........................................................................................,1
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................2
1.1 Latar Belakang...................................................................................2
1.2 Rumusan Masalah.............................................................................2
1.3 Maksud dan Tujuan..........................................................................2
BAB II PEMBAHASAN......................................................................................3
2.1 Defenisi Mantel Bumi........................................................................3
2.2 Ciri – Ciri Geokimia Mantel Bumi..................................................4
2.3 Tatanan Tektonik Mantel Bumi.......................................................9
BAB III RINGKASAN .......................................................................................18
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................20
2
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada era globalisasi yang saat ini berkembang dengan sangat cepat
terdapat beberapa permasalahan yang kerap muncul dan menjadi tren topic
dalam pembahasan para ilmuwan dan peneliti. Tidak dapat dipungkiri bahwa
manusia adalah mahluk yang serakah, karena keserakahannya inilah yang
menjadikan manusia selalu berupaya untuk mencari dan menemukan hal-hal
baru.
Masalah demi masalah muncul dan menjadi tantangan tersendiri bagi
manusia dalam pemecahannya. Sebut saja permasalahan tersebut adalah
ketidaktahuan manusia terhadap bintang/planet yang ditinggalinya. Hingga
pada hari ini kita tidak tahu persis apa dan bagaimana struktur dan unsur
pembentuk bumi. Bumi merupakan planet yang sangat luar biasa dan menjadi
planet yang berpenghuni. Manusia hanya menghuni planet ini pada bagian
permukaannya saja. Tentu saja yang menjadi permasalahan adalah apa yang
ingin diketahui manusia dan belum ditemukan penyelesaiannya. Pada makalah
ini kami akan membahas mengenai “struktur bumi” di mana dalam makalah
ini kami akan menjelaskan semua hal yang terkait mengenai struktur bumi dan
unsur pembentuk setiap lapisan bumi.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan di bahas pada makalah ini ialah :
1. Apakah pengertian mantel bumi ?
2. Bagaimana ciri – ciri geokimia mantel bumi ?
3. Bagaimana tatanan tektonik mantel bumi ?
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dan Tujuan adalah sebagai berikut :
1. Dapat mengetahui tentang pengertian atau definisi mantel bumi.
2. Menerangkan dan memahami mengenai ciri – ciri geokimia mantel bumi
dan dapat mengenal yang berkaitan dengan kimia interior bumi yaitu
mantel bumi.
3. Menerangkan dan memahami tentang kaitan tatanan tektonik dengan
mantel bumi.
3
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Definisi Mantel Bumi
Mantel adalah bagian dari planet kebumian atau benda langit lain yang
cukup besar sehingga mampu mengalami diferensiasi berdasarkan kepadatan.
Seperti planet kebumian lain, bagian dalam Bumi secara kimiawi terbagi menjadi
lapisan-lapisan. Mantel adalah lapisan yang berada di antara kerak dan inti luar.
Mantel Bumi merupakan lapisan berbatu dengan kedalaman sekitar 2,900 km
(1,800 mil) yang meliputi 84% volume Bumi. Mantel atas Bumi dapat dibagi
menjadi dua: astenosfer dalam yang terdiri dari bebatuan yang mengalir dengan
kedalaman sekitar 200 km dan bagian paling bawah litosfer yang terdiri dari
bebatuan keras dengan kedalaman antara 50 hingga 120 km. Di beberapa tempat
di bawah samudra mantel terpapar dengan permukaan Bumi.
4
2.2 Geokimia Mantel
Selimut atau selubung bumi merupakan lapisan yang letaknya di
bawah lapisan kerak bumi. Sesuai dengan namanya, lapisan ini berfungsi untuk
melindungi bagian dalam bumi.Selimut bumi tebalnya mencapai 2.900 km dan
merupakan lapisan batuan yang padat yang mengandung silikat dan magnesium.
Suhu di bagian bawah selimut mencapai 3.000 °C, tetapi tekananannya belum
mempengaruhi kepadatan batuan.
Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium.
Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi
menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki
kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman
sampai 2900 km.
Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan
bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel
atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi
asthenosfer. Selimut bumi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu litosfer, astenosfer, dan
mesosfer.
a. Litosfer merupakan lapisan terluar dari selimut bumi dan tersusun atas materi-
materi padat terutama batuan. Lapisan litosfer tebalnya mencapai 50-100 km.
Bersama-sama dengan kerak bumi, kedua lapisan ini disebut lempeng litosfer.
Litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan sial (silisium dan
aluminium) serta lapisan sima (silisium dan magnesium).
5
1) Lapisan sial adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan
alumunium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan Al2O3. Batuan
yang terdapat dalam lapisan sial antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan
metamorf.
2) Lapisan sima adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan
magnesium. Senyawa dari kedua logam tersrsebut adalah SiO2 dan MgO. Berat
jenis lapisan sima lebih besar jika dibandingkan dengan berat jenis lapisan sial.
Hal itu karena lapisan sima mengandung besi dan magnesium.
b. Astenosfer merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan litosfer. Lapisan
yang tebalnya 100-400 km ini diduga sebagai tempat formasi magma (magma
induk).
c. Mesosfer merpakan lapisan yang terletak di bawah lapisan astenosfer. Lapisan
ini tebalnya 2.400-2.700 km dan tersusun dari campuran batuan basa dan besi.
Kandungan mantel bumi : mantel bumi bersifat homogen, secara umum mantel
mengandung : besi,kalsium,alumuniun,natrium, dibagi :
1. Mantel atas mengandung ultrabasa yakni dunit ( olivin) , peridotit ( Olivin dan
Piroksen ) Menurut Ringwood ( 1973 ) kandungan mantel 1/3 basalt, 2/3 dunit yg
disebut pirolite. Pirolite ini berubah – berubah menjadi 4 perubahan :
1. Olivin + amfibol —–>Amfibolite .
2. Olivin + Piroksen sedikit Al + Plagioklas ——>Pirolite plagioklas.
3. Olivin + piroksen kaya Al + Spinel —->Pirolite piroksen.
4. Olivin + piroksen sedikit Al + garnet — >Pirolite garnet.
2. Zona peralihan atas dan bawah : terjadi perubahan polimorf, MgSiO4 dr
piroksen menjadi struktur ilmenit dan SiO2 menjadi Struktur Rutil, berdasarkan
kedalaman atas-bawah dapat dibagi menjadi 4 :
6
1. 2MgSiO3 ( Piroksen ) = Mg2SiO4 (olivin)+ SiO2(Stishovite).
2. Mg2SiO4(olivin)= Mg2SiO4(spinel).
3. Mg2SiO4(spinel) +SiO(stishovite)= 2MgSiO3(Ilmenite).
4. Mg2SiO4 (spinel) =MgSiO3( ilmenite)+ MgO(periklas).
3. Mantel bawah mengandung : campuran ( Mg,Fe)SiO3 dengan struktur
ilmenitedan (Mg,Fe) periklas.
Mantel hampir 2900 kilometer tebalnya dan terdiri dari sekitar 83% dari
volume bumi. Mantel terdiri dari beberapa lapisan yang berbeda. Mantel atas ada
dari dasar kerak ke bawah kedalaman sekitar 670 kilometer. Daerah ini interior
bumi diperkirakan akan terdiri dari peridotit, batu ultramafic yang terdiri dari
mineral olivine dan pyroxene. Lapisan mantel atas, 100-200 kilometer di bawah
permukaan, disebut astenosfer. Studi ilmiah menunjukkan bahwa lapisan ini
memiliki sifat-sifat fisik yang berbeda dari sisa mantel atas.
Batuan-batuan di bagian mantel atas lebih kaku dan rapuh karena suhu
dingin dan tekanan yang rendah. Di mantel bawah adalah mantel rendah yang
meluas dari 670 ke 2900 kilometer di bawah permukaan bumi. Lapisan ini panas
dan plastik. Tekanan yang lebih tinggi dalam lapisan ini menyebabkan
pembentukan mineral yang berbeda atas mantel.
Litosfer adalah lapisan yang mencakup kerak dan bagian paling atas
mantel (gambar 10h-2). Lapisan ini adalah sekitar 100 kilometer tebal dan
memiliki kemampuan untuk meluncur di atas sisa atas mantel. Karena
meningkatnya suhu dan tekanan, Bagian-bagian yang lebih dalam dari litosfer
mampu plastik aliran waktu geologi. Litosfer juga merupakan zona gempa,
pegunungan, gunung berapi dan pergeseran benua.
Bagian paling atas dari litosfer yaitu kerak. Bahan ini dingin, kaku, dan
rapuh. Dua jenis kerak dapat diidentifikasi: kerak Samudera dan kerak benua
(gambar 10h-2). Jenis kerak keduanya kurang padat daripada batu ditemukan di
lapisan atas mantel. Kerak Samudera tipis dan ukuran antara 5-10 kilometer tebal.
Hal ini juga terdiri dari basalt dan memiliki kepadatan sekitar 3.0 gram per
sentimeter kubik.
7
Mantel lebih rendah, di bawah zona transisi, terdiri atas besi relatif
sederhana dan magnesium mineral silikat, yang berubah secara bertahap dengan
kedalaman bentuk-bentuk yang sangat padat. Akan dari mantel inti, ada ditandai
penurunan (sekitar 30 persen) dalam kecepatan gelombang gempa dan
peningkatan ketara (sekitar 30 persen) kepadatan.
This table of depths, densities, and composition is derived mostly from
information in a textbook by Don L. Anderson (see Suggested Reading).
Scientists are continuing to refine the chemical and mineral composition of the
Earth's interior by laboratory experiments, by using pressures 2 million times
the pressure of the atmosphere at the surface and temperatures as high as
20000C.( http://pubs.usgs.gov/gip/interior/) Tabel ini kedalaman, kepadatan
dan komposisi berasal sebagian besar dari informasi dalam sebuah buku oleh
Don L. Anderson. Para ilmuwan terus untuk memperbaiki komposisi kimia dan
mineral bumi interior oleh Laboratorium percobaan, dengan menggunakan
tekanan 2 juta kali tekanan atmosfer di permukaan dan suhu setinggi 20000C.
8
2.3 Tatanan Tektonik Mantel
Mantel & konveksi mantel
Planet bumi memiliki lempeng tektonik aktif karena digerakan oleh mantel,
cairaan air, suasana khusus, dan lain sebagainya dapat hidup di dalamnya. Semua
fenomena ini yang saling terkait, pemahaman misalnya konveksi mantel dan
lempeng tektonik penting untuk persepsi dan pemahaman bumi kita.
The Mantle
Struktur
Mantel bumi adalah sebuah shell bulat yang membentang dari bumi inti untuk
kerak. Mencapai dari 50km untuk 2890km mendalam, mantel membuat 80% dari
volume bumi. Itu terbagi atas mantel (dari kerak 670km kedalaman) dan mantel
lebih rendah (dari 670km ke 2890km mendalam pada inti-mantel-batas (CMB)).
9
Menurut analisis geokimia batu yang telah meletus gunung berapi, mantel
terutama terdiri dari magnesium silikat dan mengandung magnesium dan besi
saya proporsi dari 9:1. Bahan mantel berperilaku seperti cairan (tebal) sangat
kental pada skala lama, mencapai kecepatan aliran 1-10 cm per tahun, sambil
bertingkah seperti yang solid pada skala waktu singkat.
Transportasi Panas
Panas yang tinggi menyebabkan suhu cukup untuk mantel menjadi kental, adalah
80-90% dihasilkan di CMB oleh peluruhan radioaktif, dan 10-20% oleh
pemanasan basal yang disebabkan oleh entalpi kristalisasi inti batin berkembang.)
3,1 karena gradien suhu tinggi antara CMB (4000 ° C) dan permukaan bumi (20 °
C), mantel harus membantu mengeluarkan energi berlebihan. Jika hanya
konduktivitas termal mantel harus dipertanggung jawabkan untuk fluks panas,
tailback panas akan membentuk tepat di atas CMB. Seperti kepadatan fluks panas
lebih besar, Konveksi bahan mantel diperlukan untuk mengaktifkan semua perlu
panas transportasi.
Diskontinuitas
Dua diskontinuitas dalam mantel terkenal: satu di 410 km, yang lain di 670 km
mendalam, yang terletak di antara mantel atas dan bawah.) 1 pada kedalaman ini
karena peningkatan suhu dan tekanan reaksi mineral tertentu mengambil tempat
yang menyebabkan perubahan penting dalam modul kepadatan dan elastis
(dengan demikian juga perubahan dalam kecepatan seismik. Transformasi dari
sebuah - untuk b-Mg2SiO pada 410km kedalaman, dan "ringwoodit" (g-
Mg2SiO4) "magnesiowüstit" dan perovskite pada kedalaman 660km merupakan
reaksi yang mengarah ke negatif-tekanan-ketergantungan suhu (Claperyon-
kemiringan) untuk reaksi di 410km, dan kemiringan positif 670 km. Fase-
pergeseran dihasilkan Gelombang seismik dapat digunakan untuk lebih baik
survei suhu pada kedalaman yang lebih besar. Lebih lanjut topografi analisis
mantel menunjukkan bahwa pada kedalaman sekitar 250km di bawah oceanic
piring ada suhu tinggi (1200-1500° C) dan kecepatan rendah, sebaliknya, pada
kedalaman yang sama di bawah lempeng benua kecepatan tinggi disebabkan oleh
suhu rendah. Lapisan bawah pelat oceanic kemudian dikukuhkan sebagai
didalilkan astenosfer, di mana piring seharusnya "berenang atau mengapung"
10
Mantel konveksi
Mantel konveksi & lempeng tektonik
Seperti mantel bertindak seperti cairan kental, konveksi dapat dianggap dalam
istilah hidrodinamik. Dalam konteks ini Rayleigh nomor Ra bahan, memberi
proporsi daya atas kekuatan reset, sangat penting. Apung yang disebabkan oleh
perbedaan suhu gesekan daya, dan proses thermally konduktif pengaruh reset. Jika
bahan yang Ra lebih besar daripada Ra kritis 1000, kuat gerakan konveksi
berlangsung. Tidak peduli jika mantel atas dan bawah yang diambil secara
terpisah atau sebagai bersama seluruh mantel, eksperimental diperoleh Ra-nilai-
nilai jauh lebih besar. Oleh karena itu, Konveksi kuat terjadi dalam mantel.
Thickness(km) Rayleight number(Ra)
Thickness(km) Rayleight number(Ra)
Upper mantle 700 10^6
Lower mantle 2000 3*10^7
Whole mantle 2700 10^8
Konveksi termal adalah transformasi energi termal disimpan untuk pekerjaan
mekanikal. Dalam bentuk sel konveksi mantel, bergerak masalah dalam gerakan
melingkar. Konveksi mantel adalah kekuatan pendorong Pelat litospheric drift.
Konveksi dan gerakan lempeng itu dapat dianggap sebagai satu sistem. "ridge
push" menunjukkan penyerapan magma ke dalam ridge Kelautan yang
membentuk litosfer baru, sementara gravitasi dikendalikan keturunan ini
kemudian didinginkan dan lebih padat plat di zona subduksi kembali materi ke
interior bumi. Pengecualian ini Deskripsi adalah piring contintental sebagai bahan
mereka terlalu terang untuk tenggelam kembali dalam mantel meskipun dingin. )
1 gerakan konveksi mantel atas menyumbang kesamaan isotopic perbandingan
Kelautan basalts. Menurut simulasi komputer, waduk lebih tipis dari 1000 km
11
dalam mantel akan dicampur dengan baik, dan berkurang menjadi kurang dari
ketebalan 1 cm 825 juta tahun.
Computer model: Deformation of marked fluid
Geodynamic Computer Simulations
Seperti model mekanisme tidak akan diuji secara langsung, simulasi komputer
telah menjadi alat yang sangat penting untuk penelitian saat ini. Hukum kekekalan
massa, energi, dan momentum memberikan persamaan diferensial. Amplitudo
tinggi, viskositas dari ketergantungan pada suhu dan tekanan (sesar), yang lagi
berhenti setelah stres kritis berlalu, persamaan diferensial ini non-linear dan tidak
dipecahkan dengan metode analisis. Berdasarkan ini non-linearitas, perilaku kacau
terjadi berulang kali, yang sekali lagi membuat proses pemecahan lebih rumit.
Simulasi hari ini adalah, bagaimanapun, cukup baik untuk membuat diri-konsisten
piring drift, yang berarti bahwa permukaan atas simulasi menyerupai sepiring
padat daripada kelanjutan dari cairan batin.
Model 1 - keseluruhan-mantel konveksi
Keseluruhan-mantel konveksi berarti bahwa ada adalah mencampur dalam mantel
seluruh. Oleh karena itu harus shell homogen. Dasar konveksi ini (untuk orang
lain juga) adalah Rayleigh-Benard konveksi. Untuk keseluruhan-mantel konveksi
itu hanya ditingkatkan oleh panas yang berasal dari dalam mantel (lebih rendah).
Rayleigh-Benard konveksi
Rayleigh-Benard konveksi terjadi ketika tangki cairan kental sama dari bawah
dipanaskan dan didinginkan dari membangkitkan perbedaan suhu. Cairan di
dalam tangki bawah menghangat, menjadi kurang padat sampai kepadatan cukup
kecil untuk gerakan ke atas spontan. Hasil ini dalam pola konveksi sel disebut
konveksi. Konveksi sel adalah silinder yang berputar di sekitar sumbu horisontal
mereka, dengan bahan panas naik di satu sisi dan dingin bahan tenggelam di sisi
lain. Lebih lanjut kenaikan panas mengarah ke lebih besar konveksi cairan dan
12
akhirnya mengkonstriksi upwelling bahan untuk masalah pusat dan downwelling
ke tepi sel konveksi.
Simulation: fluid flow in a box that is heated from beneath and cooled on top
a) No mixing has occurred yet.
b) Exchange of hot (red) and cold (blue) material takes place.
c) A complex flow pattern develops.
Model 2 - terpisah lapisan konveksi
Dalam model terpisah lapisan konveksi, mengalir dalam mantel atas dan bawah
hampir tidak pernah berinteraksi. Diskontinuitas di seismik kecepatan di
kedalaman 670km, di sini dianggap juga perbatasan antara dua cairan. Konveksi
juga dibagi menjadi dua lapisan yang terpisah. Asumsi ini didukung oleh
geokimia model, sedangkan mantel atas habis, dan atas dan bawah mantel telah
terpisah untuk hampir semua sejarah bumi. ) 1, 4 jika pertukaran panas tidak
terjadi melalui konveksi, sebagai dua bahan tidak campuran, dapat mengakibatkan
pembentukan bulu di daerah perbatasan. Jika kondisi (Penghangat Ruangan
viskositas, konduktivitas termal) superkritis, perbatasan lapisan bentuk,
memberikan off segumpal sekali menjadi tidak stabil
13
Simulation:
a) Subduction zone on lower-left. On the surface, one area is moving plate-like
(withoug inner deformation) from the area of upwelling (red) to the subduction
zone (blue).
b) The subducted plate (blue) moved further into the mantle and starts to tear off.
The plate moving velocity in that area is reduced.
Hibrida konveksi
Lempeng tektonik turun melewati batas atas-bawah mantel sampai 1700 km (di
bawah mantel), mantel atas dan bawah harus mengandung unsur-unsur serupa dan
harus berinteraksi. Namun, mantel hanya homogen tidak akan memberikan
jawaban untuk konsentrasi elemen berbeda yang diamati di berbagai daerah. Para
peneliti dari Massachusetts Institute of Technology dan lain-lain sampai pada
kesimpulan bahwa transisi dalam mantel struktur dan komposisi terjadi di bawah
mantel. Hanya di bawah transisi ini, waduk produksi panas radioaktif yang tinggi
dan komposisi kimia yang khas dapat ditemukan. Pelat subduksi tidak bercampur
dengan baik dengan lapisan sangat aktif, dengan demikian mereka membuat
waduk heterogen dalam mantel agak homogen
Sebagian berlapis konveksi
Bukan merujuk kepada diskontinuitas mantel jam 670 km mendalam sebagai
"keras" batas itu dianggap sebagai transisi fase. Kemudian, Konveksi "sebagian
berlapis" muncul. Ini berarti bahwa kadang-kadang akumulasi kolam dingin bahan
flush materi mereka ke bawah mantel. Model ini membantu untuk mendamaikan
tampaknya bertentangan pengukuran.
14
Simulation: 3D (phase change is not implied yet)
a) Internally heated: Concentrated cylindrical and linear downwelling occurs.
Only weakly distributed upwelling.
b) Basally heated: Strong cylindrical upwellings (plumes) that are separated by
weak linear downwellings.
15
BAB III RESUME
Mantel adalah bagian dari planet kebumian atau benda langit lain yang cukup
besar sehingga mampu mengalami diferensiasi berdasarkan kepadatan. Seperti
planet kebumian lain, bagian dalam Bumi secara kimiawi terbagi menjadi lapisan-
lapisan. Mantel adalah lapisan yang berada di antara kerak dan inti luar.
Kandungan mantel bumi : mantel bumi bersifat homogen, secara umum mantel
mengandung : besi,kalsium,alumuniun,natrium, dibagi :
1. Mantel atas mengandung ultrabasa yakni dunit ( olivin) , peridotit ( Olivin dan
Piroksen ) Menurut Ringwood ( 1973 ) kandungan mantel 1/3 basalt, 2/3 dunit yg
disebut pirolite. Pirolite ini berubah – berubah menjadi 4 perubahan :
1. Olivin + amfibol —–>Amfibolite .
2. Olivin + Piroksen sedikit Al + Plagioklas ——>Pirolite plagioklas.
3. Olivin + piroksen kaya Al + Spinel —->Pirolite piroksen.
4. Olivin + piroksen sedikit Al + garnet — >Pirolite garnet.
2. Zona peralihan atas dan bawah : terjadi perubahan polimorf, MgSiO4 dr
piroksen menjadi struktur ilmenit dan SiO2 menjadi Struktur Rutil, berdasarkan
kedalaman atas-bawah dapat dibagi menjadi 4 :
1. 2MgSiO3 ( Piroksen ) = Mg2SiO4 (olivin)+ SiO2(Stishovite).
2. Mg2SiO4(olivin)= Mg2SiO4(spinel).
3. Mg2SiO4(spinel) +SiO(stishovite)= 2MgSiO3(Ilmenite).
4. Mg2SiO4 (spinel) =MgSiO3( ilmenite)+ MgO(periklas).
3. Mantel bawah mengandung : campuran ( Mg,Fe)SiO3 dengan struktur
ilmenitedan (Mg,Fe) periklas.
16
This table of depths, densities, and composition is derived mostly from
information in a textbook by Don L. Anderson (see Suggested Reading).
Scientists are continuing to refine the chemical and mineral composition of the
Earth's interior by laboratory experiments, by using pressures 2 million times the
pressure of the atmosphere at the surface and temperatures as high as 20000C.
Mantel bumi adalah sebuah shell bulat yang membentang dari bumi inti
untuk kerak. Mencapai dari 50km untuk 2890km mendalam, mantel membuat
80% dari volume bumi. Itu terbagi atas mantel (dari kerak 670km kedalaman) dan
mantel lebih rendah (dari 670km ke 2890km mendalam pada inti-mantel-batas
(CMB)). Menurut analisis geokimia batu yang telah meletus gunung berapi,
mantel terutama terdiri dari magnesium silikat dan mengandung magnesium dan
besi saya proporsi dari 9:1. Bahan mantel berperilaku seperti cairan (tebal) sangat
kental pada skala lama, mencapai kecepatan aliran 1-10 cm per tahun, sambil
bertingkah seperti yang solid pada skala waktu singkat.
Transportasi Panas
Panas yang tinggi menyebabkan suhu cukup untuk mantel menjadi kental, adalah
80-90% dihasilkan di CMB oleh peluruhan radioaktif, dan 10-20% oleh
pemanasan basal yang disebabkan oleh entalpi kristalisasi inti batin berkembang.)
3,1 karena gradien suhu tinggi antara CMB (4000 ° C) dan permukaan bumi (20 °
C), mantel harus membantu mengeluarkan energi berlebihan. Jika hanya
konduktivitas termal mantel harus dipertanggung jawabkan untuk fluks panas,
17
tailback panas akan membentuk tepat di atas CMB. Seperti kepadatan fluks panas
lebih besar, Konveksi bahan mantel diperlukan untuk mengaktifkan semua perlu
panas transportasi.
Diskontinuitas
Dua diskontinuitas dalam mantel terkenal: satu di 410 km, yang lain di 670 km
mendalam, yang terletak di antara mantel atas dan bawah.) 1 pada kedalaman ini
karena peningkatan suhu dan tekanan reaksi mineral tertentu mengambil tempat
yang menyebabkan perubahan penting dalam modul kepadatan dan elastis
(dengan demikian juga perubahan dalam kecepatan seismik. Transformasi dari
sebuah - untuk b-Mg2SiO pada 410km kedalaman, dan "ringwoodit" (g-
Mg2SiO4) "magnesiowüstit" dan perovskite pada kedalaman 660km merupakan
reaksi yang mengarah ke negatif-tekanan-ketergantungan suhu (Claperyon-
kemiringan) untuk reaksi di 410km, dan kemiringan positif 670 km. Fase-
pergeseran dihasilkan Gelombang seismik dapat digunakan untuk lebih baik
survei suhu pada kedalaman yang lebih besar. Lebih lanjut topografi analisis
mantel menunjukkan bahwa pada kedalaman sekitar 250km di bawah oceanic
piring ada suhu tinggi (1200-1500° C) dan kecepatan rendah, sebaliknya, pada
kedalaman yang sama di bawah lempeng benua kecepatan tinggi disebabkan oleh
suhu rendah. Lapisan bawah pelat oceanic kemudian dikukuhkan sebagai
didalilkan astenosfer, di mana piring seharusnya "berenang atau mengapung"
Mantel konveksi
Mantel konveksi & lempeng tektonik
Seperti mantel bertindak seperti cairan kental, konveksi dapat dianggap dalam
istilah hidrodinamik. Dalam konteks ini Rayleigh nomor Ra bahan, memberi
proporsi daya atas kekuatan reset, sangat penting. Apung yang disebabkan oleh
perbedaan suhu gesekan daya, dan proses thermally konduktif pengaruh reset. Jika
bahan yang Ra lebih besar daripada Ra kritis 1000, kuat gerakan konveksi
berlangsung. Tidak peduli jika mantel atas dan bawah yang diambil secara
terpisah atau sebagai bersama seluruh mantel, eksperimental diperoleh Ra-nilai-
nilai jauh lebih besar. Oleh karena itu, Konveksi kuat terjadi dalam mantel.
Thickness(km) Rayleight number(Ra)
18
Thickness(km) Rayleight number(Ra)
Upper mantle 700 10^6
Lower mantle 2000 3*10^7
Whole mantle 2700 10^8
Konveksi termal adalah transformasi energi termal disimpan untuk
pekerjaan mekanikal. Dalam bentuk sel konveksi mantel, bergerak masalah dalam
gerakan melingkar. Konveksi mantel adalah kekuatan pendorong Pelat litospheric
drift,
Model 1 - keseluruhan-mantel konveksi
Keseluruhan-mantel konveksi berarti bahwa ada adalah mencampur dalam mantel
seluruh. Oleh karena itu harus shell homogen. Dasar konveksi ini (untuk orang
lain juga) adalah Rayleigh-Benard konveksi. Untuk keseluruhan-mantel konveksi
itu hanya ditingkatkan oleh panas yang berasal dari dalam mantel (lebih rendah).
Rayleigh-Benard konveksi
Rayleigh-Benard konveksi terjadi ketika tangki cairan kental sama dari bawah
dipanaskan dan didinginkan dari membangkitkan perbedaan suhu. Cairan di
dalam tangki bawah menghangat, menjadi kurang padat sampai kepadatan cukup
kecil untuk gerakan ke atas spontan. Hasil ini dalam pola konveksi sel disebut
konveksi. Konveksi sel adalah silinder yang berputar di sekitar sumbu horisontal
mereka, dengan bahan panas naik di satu sisi dan dingin bahan tenggelam di sisi
lain. Lebih lanjut kenaikan panas mengarah ke lebih besar konveksi cairan dan
akhirnya mengkonstriksi upwelling bahan untuk masalah pusat dan downwelling
ke tepi sel konveksi.
Model 2 - terpisah lapisan konveksi
Dalam model terpisah lapisan konveksi, mengalir dalam mantel atas dan bawah
hampir tidak pernah berinteraksi. Diskontinuitas di seismik kecepatan di
kedalaman 670km, di sini dianggap juga perbatasan antara dua cairan
3.Hibrida konveksi, Lempeng tektonik turun melewati batas atas-bawah mantel
sampai 1700 km (di bawah mantel), mantel atas dan bawah harus mengandung
unsur-unsur serupa dan harus berinteraksi,
DAFTAR PUSTAKA
19
https://id.wikipedia.org/wiki/Mantel_%28geologi%29
http://uihanamizuki.blogspot.co.id/2015/01/makalah-struktur-bumi.html
http://tambangunp.blogspot.co.id/2013/05/komposisi-dan-lapisan-bumi-
struktur.html
http://www.physicalgeography.net/physgeoglos/m.html#mantle
http://www.columbia.edu/itc/ldeo/v1011x-1/jcm/Topic3/Topic3.html
http://212.201.48.1/course/fall02/c210101/students/PlateTectonics/
mantle.htm
20
Top Related