Jordens kappe

Lithosfæren (sort & grøn), *Kruste* = skorpe, *Mantel* = kappe.

Jorden består af tre lag uden på hinanden; skorpen, kappen og kernen. Grænsen mellem skorpen og kappen er defineret ved Moho (Mohorovičić diskontinuiteten), hvor hastigheden af de seismiske P-bølger øges brat (fra 6-7 til 8 km/s). Dybden af Moho varierer mellem 10 km under oceanerne til 70 km under bjergkæder. Kappen er ca. 2.900 km tyk og består primært af faste bjergarter. Den er opdelt i tre lag. Det yderste lag kaldes sammen med skorpen for lithosfæren. Den er 100 km tyk og er hård, stiv og relativ kold. Fra 100 til 350 km dybde ligger asthenosfæren der er varm, blød og plastisk. I nogle dybder er den op til 15% opsmeltet. Dette er glidelaget, som de tektoniske plader bevæger sig på. Den indre kappe, mesosfæren, går fra 350 km til 2883 km i dybden. Mesosfæren har den samme kemiske sammensætning som resten af kappen men da trykket er væsentlig højere her, er materialet mere stift trods den højere temperatur.

Tre mekanismer kan danne magma:

Trykfald: I midtoceanryggen vil den overliggende oceanbundskorpe flyttes fra midten. Det underliggende kappemateriale vil opleve et trykfald og da smeltepunktet er lavere ved lavt tryk vil den opsmelte. Den lette del af magmaet vil stige op og 'lukke' hullet.
Solidus (smeltepunkt) falder: Ved subduktionszoner vil den tungere oceanbundsplade trækkes ned i kappen. Oceanbundspladen er mange 100.000 år om at nå den omliggende temperatur, mens trykket udlignes med det samme. Mineraler som amfibol bliver ustabile ved 22 kilobar og dehydreres. Det producerede vand er let og stiger opad i kappen. Termodynamiske forhold gør at vandet får smeltepunktet til at falde betragteligt. Hvis det nye smeltepunkt er lavere end kappematerialets temperatur, vil det opsmelte. De lettere komponenter af magmaet vil stige opad og man får vulkanisme ved disse pladegrænser (Japan, Chile osv.).
Kontakt: Når magma stiger opad, skyldes det udelukkende at dets massefylde er lavere end de omgivende bjergarters. Hvis det når en dybde med samme massefylde, vil opstigningen gå i stå (density trap). Det ovenliggende materiale vil så udsættes for en massiv opvarmning og selv danne magma. Massefylden for magma er lavere end for moderbjergarten og derfor vil den nye magma stige opad. Når trykket falder, tæt ved jordoverfladen, vil gasser udkondenseres i magmaet og magmaet vil 'sprøjte' ud som lava eller aske (Hawaii, Island osv.).

Kilde

Brian J. Skinner & Stephen C. Porter, Physical Geology, 1987, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-05668-5