Pengertian Mantel Bumi Dilengkapi Struktur Lapisan Mantel Bumi

Mantel Bumi – Salah satu lapisan bumi yang letaknya berada di bawah dari Kerak Bumi yaitu Mantel Bumi. Sebagai bagian dalam bumi yang mirip dengan planet terestrial lainnya, terbagi dalam lapisan komposisi yang berbeda pula. Mantel ini letaknya antara lapisan antara kerak bumi dan inti luar bumi. Mantel bumi merupakan cangkang batu silikat dengan ketebalan rata-rata 2.886 kilometer atau 1.793 mil. Mantel itu menghasilkan sekitar 84% volume bumi. Hal ini terutama padat tapi dalam waktu geologis itu berperilaku sebagai cairan yang sangat kental. Mantel itu membungkus inti panas yang kaya zat besi dan nikel, yang menghasilkan sekitar 15% volume bumi.

Mantel Bumi

Pengertian Mantel Bumi

Pengertian mantel bumi adalah lapisan bumi antara kerak dan inti luar bumi yang berupa cangkang batu silikat dengan ketebalan rata-rata 2.886 kilometer (1.793 mil).

Diperkirakan pada masa lalu bahwa yang meleleh dan bervulkanisme di tingkat mantel yang dangkal telah menghasilkan kerak tipis produk meleleh yang mengkristal di dekat permukaan. Informasi tentang struktur dan komposisi mantel telah diperoleh dari penyelidikan Geofisika dan dari Analisis Geosains langsung dari xenolith dan mantel yang diturunkan dari mantel bumi yang telah terpapar oleh bentang punggungan mid-oceanic.

Dua zona utama dibedakan di mantel atas. Astenosfer bagian dalam yang terdiri dari batu yang mengalir dengan ketebalan yang bervariasi, rata-rata sekitar 200 km (120 mil) tebal, dan bagian paling bawah litosfer yang terdiri dari batuan kaku sekitar 50 sampai 120 km (31 sampai 75 mil) ketebalannya. Kerak tipis, bagian atas litosfer, mengelilingi mantel dan tebal sekitar 5 sampai 75 km (3,1 sampai 46,6 mil). Analisis terbaru dari kayu cincin hidrous dari mantel menunjukkan bahwa ada antara satu dan tiga kali lebih banyak air di zona transisi antara mantel bawah dan atas daripada di seluruh samudra di dunia digabungkan.

Di beberapa tempat di bawah samudera, mantel itu benar-benar terpaparatau muncul di permukaan Bumi. Ada juga beberapa tempat di darat dimana batu mantel telah didorong ke permukaan oleh aktivitas tektonik, terutama wilayah Tablelands di Taman Nasional Gros Morne di provinsi Newfoundland dan Labrador di Kanada dan Pulau Zabargad (Pulau St. John) di Laut Merah. (Juga Pulau Macquarie, Saint Peter dan Saint Paul Archipelago, Troodos Ophiolite, Kompleks Kadal, Semail Ophiolite, dan ophiolites lainnya)

Struktur dan Bagian-bagian Lapisan Mantel Bumi

Mantel bumu dibagi menjadi beberapa bagian yang didasarkan pada hasil dari seismologi. Berdasarkan ketebalan lapisannya, mantel bumi dibedakan menjadibagian-bagian berikut:

Mantel atas (dimulai dari Moho, atau dasar kerak sekitar 7 sampai 35 km (4,3 sampai 21,7 mil) ke bawah sampai 410 km (250 mil))
Zona transisi (410-660 km atau 250-410 mil).
Mantel bawah (660-2,891 km atau 410-1,796 mil).
Batas inti-mantel anomali dengan ketebalan bervariasi (rata-rata ~ 200 km (120 mil )).

Struktur Lapisan Mantel Bumi

Nach untuk lebih jelaanya mengenai bagian-bagian dari mantel bumi tersebut, berikut ulasannya:

1. Mantel Atas

Bagian atas mantel didefinisikan oleh peningkatan kecepatan seismik yang tiba-tiba, yang pertama kali dicatat oleh Andrija Mohorovičić pada tahun 1909; batas ini sekarang disebut sebagai diskontinuitas Mohorovičiity atau "Moho". Mantel paling atas ditambah kerak di atasnya yang relatif kaku dan membentuk litosfer, lapisan tidak beraturan dengan ketebalan maksimum sekiitar 200 km (120 mil). Di bawah litosfer, mantel atas menjadi lebih banyak bersifat plastik.

Di beberapa daerah di bawah litosfer, kecepatan geser seismik berkurang. Zona kecepatan rendah yang disebut (LVZ) ini meluas sampai kedalaman beberapa ratus km. Inge Lehmann menemukan diskontinuitas seismik sekitar 220 km (140 mil). Meskipun diskontinuitas ini telah ditemukan dalam penelitian lain, tidak diketahui apakah diskontinuitas terjadi di mana-mana.

2. Zona Transisi

Zona transisi adalah area dengan kompleksitas yang besar dan zona ini secara fisik memisahkan mantel atas dan bawah.

3. Mantel Bawah

Sangat sedikit yang diketahui tentang mantel bawah. Selain dari itu nampaknya relatif seismik homogen. Pada tahun 2015, penelitian yang menggunakan data gravitasi dari satelit GRACE dan geoid nonhydrostatic panjang gelombang panjang menunjukkan viskositas meningkat dengan faktor sepuluh untuk 150 sekitar 1.000 kilometer (620 mil) di bawah permukaan bumi. Penelitian terpisah juga mengindikasikan adanya lempeng tektonik tenggelam pada kedalaman ini, yang menyebabkan Robert van der Hilst berspekulasi "Dalam hal struktur dan dinamika, 1.000 kilometer bisa lebih penting" (daripada saat ini menerima pembagian paling rendah pada ketebalan 660 km).

Mantel bawah juga berisi beberapa zona yang tidak diam, yang disebut "tumpukan termokimia" yang telah ditafsirkan sebagai tempat pembedahan termal, yang membawa bahan lebih hangat ke permukaan, atau sebagai material yang dibedakan secara kimia. Sumber utama panas yang mendorong lempeng tektonik adalah peluruhan radioaktif uranium, torium, dan kalium di kerak dan mantel bumi.

4. Batas Inti-Mantel

Batas Inti-Mantel kadang juga disebutkan sebagai lapisan D" (double prime). Lapisan D" pada batas inti-mantel memisahkan mantel dari inti bumi.

Karakteristik Mantel Bumi

Mantel berbeda secara substansial dari kerak pada sifat mekaniknya sebagai konsekuensi langsung dari perbedaan komposisi (dinyatakan sebagai mineralogi yang berbeda). Perbedaan antara kerak dan mantel didasarkan pada kimia, tipe batuan, reologi dan karakteristik seismik. Kerak bumi merupakan produk solidifikasi mantel yang meleleh, dinyatakan sebagai berbagai tingkat produk leleh parsial selama waktu geologis. Peleburan material mantel sebagian diyakini menyebabkan elemen yang tidak kompatibel terpisah dari mantel, dengan material yang kurang rapat mengambang ke atas melalui ruang pori, celah, atau retakan, yang kemudian akan mendingin dan membeku di permukaan.

Batuan mantel khas memiliki rasio magnesium terhadap besi yang lebih tinggi dan proporsi silikon dan aluminium yang lebih kecil daripada kerak bumi. Perilaku ini juga diprediksi oleh eksperimen yang sebagian melelehkan batuan yang dianggap mewakili mantel bumi.

Bebatuan mantel lebih dangkal dari kedalaman sekitar 410 km (250 mil) yang sebagian besar terdiri dari olivin, pyroxenes, mineral struktur spinel, dan garnet. Jenis batuan khas diperkirakan peridotit, dunite (peridotit kaya olivin) dan eclogite. Antara kedalaman sekitar 400 km (250 mil) dan 650 km (400 mil), olivin tidak stabil dan digantikan oleh polimorf bertekanan tinggi dengan komposisi kira-kira sama. Satu polimorf adalah wadsleyite (juga disebut tipe beta-spinel), dan yang lainnya adalah ringwoodite (mineral dengan struktur gamma-spinel).

Di bawah sekitar 650 km (400 mil), semua mineral mantel atas mulai menjadi tidak stabil. Mineral yang paling melimpah hadir, perovskit silikat, memiliki struktur (tapi bukan komposisi) seperti mineral perovskite yang diikuti oleh ferropericlase magnesium / besi oksida. Perubahan mineralogi sekitar 400 dan 650 km (250 dan 400 mil) menghasilkan tanda yang khas dalam catatan seismik interior bumi, dan seperti moho, mudah terdeteksi menggunakan gelombang seismik.

Perubahan mineralogi ini dapat mempengaruhi konveksi mantel, karena menghasilkan perubahan kepadatan dan dapat menyerap atau melepaskan panas laten serta menekan atau meningkatkan kedalaman transisi fase polimorfik untuk daerah dengan temperatur yang berbeda. Perubahan mineralogi dengan kedalaman telah diteliti oleh percobaan laboratorium yang menduplikasi tekanan mantel tinggi, seperti yang menggunakan landasan berlian.

Komposisi mantel bumi dalam persen berat:

Unsur	Jumlah	Senyawa	Jumlah
O	44.80 %
Mg	22.8 %	SiO₂	46 %
Si	21.5 %	MgO	37.8 %
Fe	5.8 %	FeO	7.5 %
Ca	2.3 %	Al₂O₃	4.2 %
Al	2.2 %	CaO	3.2 %
Na	0.3 %	Na₂O	0.4 %
K	0.03 %	K₂O	0.04 %
Total	99.73 %	Total	99.14 %

Inti bagian dalam padat, inti luarnya cair, dan mantel padat/bersifat plastik. Hal ini karena titik lebur yang relatif dari lapisan yang berbeda (inti nikel-besi, kerak silikat dan mantel) dan kenaikan suhu dan tekanan saat kedalaman meningkat. Di permukaan kedua paduan besi nikel dan silikat cukup dingin untuk menjadi padat.

Pada mantel atas, silikat umumnya padat (daerah terlokalisasi dengan adanya sejumlah kecil lelehan). Namun, karena mantel atas panas dan sedikit tekanan, batu di mantel atas memiliki viskositas yang relatif rendah. Sebaliknya, mantel bawah berada di bawah tekanan yang luar biasa dan karena itu memiliki viskositas lebih tinggi daripada mantel atas. Inti logam nikel logam adalah cair karena suhu tinggi, meski memiliki tekanan tinggi. Saat tekanan meningkat, inti dalam nikel menjadi padat karena titik lebur besi meningkat secara dramatis pada tekanan tinggi ini.

Suhu Mantel Bumi

Di dalam mantel bumi, suhu yang dimilikinya terbagi menjadi dua. Yaitu:

Suhu berkisar antara 500 sampai 900 °C (932 sampai 1,652 °F) pada batas atas dengan kerak bumi.
Suhu lebih dari 4.000 °C (7.230 °F) pada batas dengan inti bumi.

Meskipun suhu yang lebih tinggi jauh melebihi titik lebur batuan mantel di permukaan (sekitar 1200 °C untuk peridotit representatif), mantelnya hampir secara eksklusif padat. Tekanan litostatik besar yang diberikan pada mantel mencegah pencairan, karena suhu di mana pencairan dimulai (solidus) meningkat dengan tekanan.

Itulah ulasan mengenai mantel bumi yang merupakan salah satu dari lapisan-lapisan bumi yang letaknya di bawah kerak bumi dan di atas inti bumi bagian luar. Demikian dan semoga bermanfaat.