البيروليت

الموسوعة الحرة

البيروليت مصطلح يُستخدم لوصف نموذج تركيبي لغلاف الأرض . يستند هذا النموذج إلى أن مصدر البيروليت قادر على إنتاج بازلتات ظهر المحيط (MORB) عن طريق الانصهار الجزئي. [ 1 ] [ 2 ] اقترحه تيد رينغوود (1962) [ 3 ] لأول مرة على أنه يتكون من جزء واحد من البازلت وأربعة أجزاء من الهارزبورجيت ، ولكن تم تعديله لاحقًا ليصبح جزءًا واحدًا من البازلت الثولييتي وثلاثة أجزاء من الدونيت . [ 1 ] [ 4 ] يُشتق المصطلح من اسمي معدني البيروكسين والأوليفين . [ 5 ] ومع ذلك، لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان البيروليت يُمثل غلاف الأرض تمثيلًا كاملًا. [ 6 ]

التركيب الكيميائي والانتقال الطوري

علم المعادن في الوشاح البيروليتي كدالة لنسبة حجم المعادن وتغير العمق. [ 7 ]

يتكون التركيب الرئيسي للبيروليت من حوالي 44.9% وزناً من SiO2 ، و 4.44% وزناً من Al2O3 ، و 8.03% وزناً من FeO، و3.54% وزناً من CaO، و37.71% وزناً من MgO، و0.36% وزناً من Na2O . [ 8 ]

1) يتكون الوشاح العلوي البيروليتي بشكل رئيسي من الأوليفين (حوالي 60 % حجمًا )، والكلينوبيروكسين ، والأورثوبيروكسين ، والجارنيت . [ 9 ] يذوب البيروكسين تدريجيًا ليتحول إلى جارنيت مكونًا جارنيتًا رئيسيًا . [ 10 ]

2) تتكون منطقة الانتقال في الوشاح البيروليتي بشكل رئيسي من 60% حجمًا من متعددات أشكال الأوليفين ( وادسلييت ، رينجووديت ) ونحو 40% حجمًا من العقيق الماجوريتي. وتتميز الحدود العلوية والسفلية لمنطقة الانتقال في الوشاح بشكل رئيسي بانتقال الأوليفين إلى الوادسلييت وانتقال الرينغووديت إلى البيروفسكايت، على التوالي.

3) يتكون الوشاح السفلي البيروليتي بشكل رئيسي من بيروفسكايت المغنيسيوم (حوالي 80% حجمًا)، وفيروبيركليز (حوالي 13% حجمًا)، وبيروفسكايت الكالسيوم (حوالي 7%). بالإضافة إلى ذلك، قد يوجد ما بعد البيروفسكايت في قاع الوشاح السفلي.

خصائص السرعة الزلزالية والكثافة

الشكل 2: ملامح Vp و Vs للبيروليت على طول منحنى الحرارة الأرضية الأديباتية 1600 كلفن [ 2 ]
الشكل 3: مخطط كثافة البيروليت على طول منحنى الحرارة الأرضية الأديباتية 1600 كلفن [ 2 ]

تظهر سرعات الموجة P والموجة S (Vp و Vs) للبيروليت على طول منحنى الحرارة الأرضية الأديباتية 1600 كلفن في الشكل 2، [ 2 ] ويظهر ملف تعريف الكثافة الخاص به في الشكل 3. [ 2 ]

عند الحدود بين الوشاح العلوي ومنطقة الانتقال في الوشاح (~410  كم)، تقفز سرعة الموجة الطولية (Vp) وسرعة الموجة المستعرضة (Vs) والكثافة بنسبة ~6% و~6% و~4% على التوالي في نموذج البيروليت، [ 2 ] والتي تُعزى بشكل رئيسي إلى التحول الطوري بين الأوليفين والوادسلييت . [ 11 ]

عند الحد الفاصل بين منطقة الانتقال في الوشاح والوشاح السفلي، تقفز سرعة الموجة الطولية (Vp) وسرعة الموجة المستعرضة (Vs) والكثافة بنسبة 3% و6% و6% تقريبًا على التوالي في نموذج البيروليت. [ 2 ] ومع توفر المزيد من معاملات المرونة، سيتم تحديث بيانات سرعة الموجة الطولية (Vp) وسرعة الموجة المستعرضة (Vs) والكثافة للبيروليت.

أوجه القصور

لا يزال الجدل قائماً حول ما إذا كان البيروليت يمثل الوشاح المحيط.

من الناحية الجيوكيميائية، لا تتوافق هذه الفرضية مع بيانات العناصر النزرة أو النظائر الخاصة ببازلتات ظهر المحيط، لأنها تستند إلى العناصر الرئيسية وبعض الافتراضات التعسفية (مثل كميات البازلت والانصهار في المصدر). [ 1 ] وقد تخالف أيضًا عدم تجانس الوشاح. [ 12 ]

من الناحية الجيوفيزيائية، تشير بعض الدراسات إلى أن السرعات الزلزالية للبيروليت لا تتطابق جيدًا مع النماذج الزلزالية العالمية المرصودة (مثل نموذج الأرض المرجعي الأولي (PREM)) في باطن الأرض، [ 6 ] بينما تدعم دراسات أخرى نموذج البيروليت. [ 13 ]

نماذج أخرى من صخور الوشاح

الشكل 4. نسبة المعادن في الإكلوجيت المتحول بواسطة MORB على عمق 250-500 كم [ 14 ]

توجد نماذج صخرية أخرى لغلاف الأرض:

(1) البيكلوجيت: على عكس البيروليت الغني بالأوليفين، يُعد البيكلوجيت نموذجًا فقيرًا بالأوليفين (حوالي 20% أوليفين) تم اقتراحه لتوفير تطابق أفضل مع ملاحظات السرعة الزلزالية في المنطقة الانتقالية. [ 15 ] [ 16 ] يتشابه تركيب طور البيكلوجيت مع 20% أوليفين + 80% إكلوجيت. [ 17 ]

(2) الإكلوجيت : يتحول من بازلت سلسلة جبال منتصف المحيط على عمق حوالي 60  كم، ويتواجد في وشاح الأرض بشكل رئيسي داخل الصفائح المنغرزة. ويتكون بشكل أساسي من العقيق والكلينوبيروكسين (وخاصة الأومفاسيت ) حتى عمق حوالي 500 كم (الشكل 4). 

(3) الهارزبورجيت: يوجد بشكل رئيسي تحت طبقة البازلت في منتصف المحيط ضمن الغلاف الصخري المحيطي ، ويمكن أن يدخل إلى الوشاح العميق مع الغلاف الصخري المحيطي المنغرز. تركيبه الطوري مشابه للبيروليت، ولكنه يُظهر نسبة أعلى من الأوليفين (حوالي 70% حجمًا) مقارنةً بالبيروليت. [ 18 ]

بشكل عام، يُعد كل من البيروليت والبيكلوجيت نموذجين صخريين للغلاف الصخري المحيطي، بينما يُعد كل من الإكلوجيت والهارتسبورجيت نموذجين صخريين للغلاف الصخري المحيطي المنغمس . يتكون الغلاف الصخري المحيطي، المتشكل من الانصهار الجزئي للبيروليت، بشكل رئيسي من طبقة البازلت، وطبقة الهارتسبورجيت، والبيروليت المستنفد من الأعلى إلى الأسفل. [ 19 ] تُساهم الأغلفة الصخرية المحيطية المنغمسة في عدم تجانس غلاف الأرض نظرًا لاختلاف تركيبها (الإكلوجيت والهارتسبورجيت) عن تركيب الغلاف الصخري المحيطي (البيروليت). [ 2 ] [ 14 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 أندرسون، دون ل. (1989-01-01). نظرية الأرض . بوسطن، ماساتشوستس: منشورات بلاكويل العلمية. ISBN 978-0-86542-335-0.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 شو، وينبو؛ ليثجو-بيرتيلوني، كارولينا ؛ ستيكسرود، لارس؛ ريتسيما، جيرون (أكتوبر 2008). "تأثير التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة على البنية الزلزالية للوشاح". رسائل علوم الأرض والكواكب . 275 ( 1-2 ): 70-79 . Bibcode : 2008E & PSL.275...70X . doi : 10.1016/j.epsl.2008.08.012 . ISSN 0012-821X . 
  3. ↑ رينغوود، أ. إي. (فبراير 1962). "نموذج للغلاف العلوي للأرض". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 67 (2): 857-867 . رمز Bibcode : 1962JGR....67..857R . doi : 10.1029/jz067i002p00857 . ISSN 0148-0227 . 
  4. ↑ رينغوود، أ. إي.؛ ماجور، آلان (سبتمبر 1966). "تحولات الضغط العالي في البيروكسينات". رسائل علوم الأرض والكواكب . 1 (5): 351-357 . رمز Bibcode : 1966E & PSL...1..351R . doi : 10.1016/0012-821x(66)90023-9 . ISSN 0012-821X . 
  5. ↑ دي إتش غرين. البيروليت. في: علم الصخور. موسوعة علوم الأرض. سبرينغر، 1989
  6. 1 2 كاتسورا، تومو؛ شاتسكي، انطون؛ مانثيليك، MA غيث م.؛ تشاي، شوانغمينغ؛ يامازاكي، دايسوكي؛ ماتسوزاكي، تاكويا؛ يوشينو، تاكاشي؛ يونيدا، أكيرا؛ إيتو، إيجي؛ سوجيتا، ميتسوهيرو؛ توميوكا ، ناتوتاكا (2009/06/12). "العلاقات الكهروضوئية للوادسليايت التي يتم تحديدها بواسطة حيود الأشعة السينية في الموقع في جهاز كبير الحجم عالي الضغط" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 36 (11). بيب كود : 2009GeoRL..3611307K . دوى : 10.1029/2009gl038107 . ISSN 0094-8276 . 
  7. ↑ فروست، دي جيه (2008-06-01). "الوشاح العلوي ومنطقة الانتقال" . العناصر . 4 (3): 171-176 . doi : 10.2113/GSELEMENTS.4.3.171 . ISSN 1811-5209 . 
  8. ↑ وركمان، ريا ك.؛ هارت، ستانلي ر. (فبراير 2005). "تركيب العناصر الرئيسية والنادرة لغلاف MORB المستنفد (DMM)". رسائل علوم الأرض والكواكب . 231 ( 1-2 ): 53-72 . Bibcode : 2005E & PSL.231...53W . doi : 10.1016/j.epsl.2004.12.005 . ISSN 0012-821X . 
  9. ↑ فروست، دانيال ج. (2008-06-01). "الوشاح العلوي ومنطقة الانتقال" . العناصر . 4 (3): 171-176 . Bibcode : 2008Eleme...4..171F . doi : 10.2113/GSELEMENTS.4.3.171 . ISSN 1811-5209 . S2CID 129527426 .  
  10. ↑ إيريفون، تيتسو (مايو 1987). "دراسة تجريبية لتحول البيروكسين إلى غارنيت في تركيبة البيروليت وتأثيره على تكوين الوشاح". فيزياء الأرض وباطن الكواكب . 45 (4): 324-336 . Bibcode : 1987PEPI...45..324I . doi : 10.1016/0031-9201(87)90040-9 . ISSN 0031-9201 . 
  11. ↑ ساواموتو، هـ.؛ وايدنر، د.ج.؛ ساساكي، س.؛ كومازاوا، م. (18-05-1984). "الخواص المرنة للبلورة الأحادية لطور الإسبينيل المعدل (بيتا) لأورثوسيليكات المغنيسيوم". مجلة ساينس . 224 (4650): 749-751 . Bibcode : 1984Sci...224..749S . doi : 10.1126/science.224.4650.749 . ISSN 0036-8075 . PMID 17780624. S2CID 6602306 .   
  12. ↑ دون ل. أندرسون، نظرية جديدة للأرض ، مطبعة جامعة كامبريدج، الطبعة الثانية، 2007، ص 193، رقم ISBN 978-0-521-84959-3
  13. ↑ إيريفون، ت.؛ هيجو، ي.؛ إينوي، ت.؛ كونو، ي.؛ أوهفوجي، هـ.؛ فوناكوشي، ك. (2008). "سرعات الصوت في غارنيت الماجوريت وتكوين منطقة الانتقال في الوشاح". مجلة نيتشر . 451 (7180): 814-817 . Bibcode : 2008Natur.451..814I . doi : 10.1038/nature06551 . ISSN 0028-0836 . PMID 18273016. S2CID 205212051 .   
  14. هاو ، مينغ؛ تشانغ، جين إس.؛ بييروتي، كارولين إي.؛ تشو، وين-يي؛ تشانغ، دونغتشو؛ ديرا، برزيميسلاف (أغسطس 2020). "أسرع عدم تجانس كيميائي زلزالي في الوشاح العلوي العميق للأرض - دلالات من الخصائص الحرارية المرنة أحادية البلورة لليشم" . رسائل علوم الأرض والكواكب . 543 116345. Bibcode : 2020E & PSL.54316345H . doi : 10.1016/j.epsl.2020.116345 . ISSN 0012-821X . 
  15. ↑ باس، جاي د.؛ أندرسون، دون ل. (مارس 1984). "تركيب الوشاح العلوي: اختبارات جيوفيزيائية لنموذجين بترولوجيان". رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 11 (3): 229-232 . Bibcode : 1984GeoRL..11..229B . doi : 10.1029/gl011i003p00229 . ISSN 0094-8276 . 
  16. ↑ باس، جاي دي؛ أندرسون، دون إل (1988)، "تركيب الوشاح العلوي: اختبارات جيوفيزيائية لنموذجين بترولوجيان"، الخصائص المرنة ومعادلات الحالة ، واشنطن العاصمة: الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، ص 513-516 ، doi : 10.1029/sp026p0513 ، ISBN  0-87590-240-5
  17. ↑ إيريفونيا، ت.؛ رينغوود، أ. إي. (1987)، "التحولات الطورية في تركيبات بازلت قاع المحيط البدائي والبيروليت حتى 25 جيجا باسكال وبعض الآثار الجيوفيزيائية"، أبحاث الضغط العالي في فيزياء المعادن: مجلد تكريمًا لسيون-إيتي أكيموتو ، المجلد 39، واشنطن العاصمة: الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، الصفحات 231-242 ، رمز Bibcode : 1987GMS....39..231I ، doi : 10.1029/gm039p0231 ، ISBN   0-87590-066-6
  18. ↑ إيشي، تاكايوكي؛ كوجيتاني، هيروشي؛ أكاوغي، ماساكي (أبريل 2019). "العلاقات الطورية بين الهارزبورجيت و MORB حتى ظروف الوشاح السفلي العلوي: مقارنة دقيقة مع البيروليت من خلال تجارب الضغط العالي متعددة العينات مع دلالات على ديناميكيات الألواح المندسة". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة . 124 (4): 3491-3507 . Bibcode : 2019JGRB..124.3491I . doi : 10.1029/2018jb016749 . ISSN 2169-9313 . S2CID 146787786 .  
  19. ↑ رينغوود، أ. إي.؛ إيريفون، ت. (يناير 1988). "طبيعة الانقطاع الزلزالي على عمق 650 كم: آثاره على ديناميكيات الوشاح وتمايزه" . مجلة نيتشر . 331 (6152): 131-136 . رمز Bibcode : 1988Natur.331..131R . doi : 10.1038/331131a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4323081 .