- en kunnskapsrevolusjon, 2004 -2010Reidar TrønnesInst. for geologi og bergteknikk, NTNUSenter for grunnforskning, DNVA

Jordas indre struktur og dynamikk

Jordas indre struktur

Lithosfæren - 100 km tykt skall - inneholder jordskorpe (7-40 km tykk) og den øvre, stive delen av mantelen

Asthenosfæren - diffus sone under lithosfæren - lav viskositet

Ytre kj

erne

Flyten

de FeN

i

Indre kjerne Fast FeNi

MantelFast stein

Viskositet (seighet), log10 (Pa s)

Dyp

, km

Mantel-kjerne-overgangen

Indre energi: 44 TW (86% er radioaktiv varme)

driver "Jord-maskinen": konveksjon i kjerne og mantel

6 TW fra jordskorpa: radioaktivitet fra U, Th, K (godt fastlagt)

32 TW fra mantelen: - radioaktivitet fra U, Th, K

6 TW fra kjernen - krystallisasjonsvarme

Jordas struktur og dynamikkInformasjonskilder

Tyngdefelt

Magnetfelt

Varmestrøm

Platebevegelser (kan måles, bl.a. med GPS)

Høytrykkseksperimenter – mineralogi og mineralfysikkKosmokjemi og geokjemi – jordas sammensetning og utvikling

Seismologi – hastigheten av jordskjelvbølger

To typer lydbølger gjennom Jordas indre: - P-bølger (trykkbølger): svinger parallelt med utbredelsesretningen

- S-bølger (skjærbølger): svinger normalt til utbredelsesretningen, kan ikke gå gjennom flytende materie

P-bølgerS-bølger (går ikke i flytende materie)

Både P- og S-bølgene brytes (forandrer retning) når de går gjennom materialer med ulik stivhet.Dermed fører Jordas flytende ytre kjerne (med ekstra lav stivhet) til store "skygge-områder"uten bølgeforplantning på den siden av Jorda som vender bort fra jordskjelv-senteret.Jordas hovedstruktur trer dermed tydelig fram i dette seismologiske bildet.

Jordas hovedstruktur - fra seismologi

- god kontroll på tetthet og tykk

Temperatur: holdepunktene

Indre-ytre kjerne-grense: 330 GPa / 5150 km: smeltepunktet for FeNi

660 km-grensen:Faseovergang til mineralet perovskitt ved 24 GPa

Adiabatisk gradient for mantelen:under smeltekurven for stein

Adiabat for ytre kjerne:over smeltetemp. for FeNi

KM-grensen: gigantisk termisk grenselag! Temp.kontrast: 2500 - 3800 K ! (T: 1300K) Tetthetskontrast: 5500 - 9900 kg/m3