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D Schicht Die sprich D zwei Strich Schicht bildet den untersten Teil des unteren Erdmantels sie stellt damit die übergan

D″-Schicht

Die D″-Schicht (sprich: „D-zwei-Strich-Schicht“) bildet den untersten Teil des unteren Erdmantels; sie stellt damit die Übergangszone zwischen diesem und dem (äußeren) Erdkern dar.

Beschaffenheit Bearbeiten

Nach heutigem Kenntnisstand beträgt die Mächtigkeit dieser Schicht etwa 200 bis 300 km und weist starke Schwankungen auf, wie mit seismologischen Verfahren untersucht wurde. Während der untere Mantel nach verbreiteten Modellvorstellungen weitgehend homogen ist, zeigt die D″-Schicht starke Heterogenitäten. Diese als large low-velocity provinces (LLVP) bezeichneten Heterogenitäten bestehen aus Material, das eine geringere Dichte als das darunterliegende Kernmaterial aber eine höhere Dichte als das darüberliegende Mantelmaterial hat. In Analogie zum Verhalten der Kontinente gegenüber dem oberen Erdmantel werden diese Bereiche deshalb auch C-Kontinente genannt. Sie wandern im Laufe der Zeit und haben Einfluss auf die Mantelkonvektion und die Bildung von Hotspots. Der physikalische und mineralogische Charakter der D″-Schicht ist bislang weitgehend unverstanden, jedoch gibt es verschiedene Hypothesen, die sich teilweise ergänzen:

  • Eine Möglichkeit besteht darin, dass dort metallische und nichtmetallische Silikate existieren, die aus Reaktionen des Eisens aus dem flüssigen Kern mit dem Perowskit des unteren Mantels hervorgehen.
  • Eine weitere Hypothese besagt, dass an dieser Grenzschicht die Reste subduzierter Lithosphärenplatten aufgestaut und angelagert werden.
  • Im Jahr 2004 wurde eine Phasentransformation des Minerals Perowskit in eine Modifikation mit CaIrO3-Struktur entdeckt. Diese wird seitdem als Post-Perowskit bezeichnet. Die Transformation findet bei Manteltemperaturen ab einem Druck von ca. 120 GPa statt, was recht gut der Tiefenlage der D"-Schicht entspricht und daher zur Erklärung komplexer Geschwindigkeitsstrukturen an der Kern-Mantel-Grenze in Betracht gezogen wird.

Die D″-Schicht ist charakterisiert durch eine Abnahme der seismischen Geschwindigkeiten, die auf eine exponentielle Abnahme der Temperatur nach außen hin hinweist. Man bezeichnet die D″-Schicht daher auch als thermische Grenzschicht. Eine solche thermische Grenzschicht ist Voraussetzung für die Entstehung von Instabilitäten, aus denen Aufströmungen heißen Materials hervorgehen können, den sogenannten Mantelplumes.

Namensgebung Bearbeiten

Die Bezeichnung D″-Schicht geht auf eine frühere Nomenklatur des Erdaufbaus nach Keith Edward Bullen zurück, welche die ersten Buchstaben des Alphabets für die Erdschichten verwendete. Danach bezeichnete der Buchstabe D den gesamten unteren Erdmantel. Nach der Entdeckung der Übergangszone wurde diese Schicht unterteilt in D′ und D″.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. P. Keary & F.J. Vine: Global Tectonics, 2. Aufl., Blackwell Science, Oxford 1990, ISBN 0-86542-924-3
  2. M. Sylvander, B. Ponce & A. Souriau: Seismic velocities at the core-mantle boundary inferred from P waves diffracted at the core, 1997, Phys. Earth Planet. Int., Vol. 101, S. 189–202
  3. Leszek Czechowski: The Origin of Hotspots and the D” Layer. In: H. Montag, C. Reigber (Hrsg.): Geodesy and Physics of the Earth. International Association of Geodesy Symposia, vol 112. Springer, Berlin/Heidelberg 1993, doi:10.1007/978-3-642-78149-0_91
  4. Trond H. Torsvik, Mark A. Smethurst, Kevin Burke, Bernhard Steinberger: Large igneous provinces generated from the margins of the large low-velocity provinces in the deep mantle. Geophysical Journal International. Bd. 167, Nr. 3, 2006, S. 1447–1460, doi:10.1111/j.1365-246X.2006.03158.x (Open Access)
  5. T. Kito, F. Krüger & H. Negishi: Seismic heterogeneous structure in the lowermost mantle beneath the southwestern Pacific, 2004, J. Geophys. Res., Vol 109, B09304, doi:10.1029/2003JB002677.
  6. X. Ding & D.V. Helmberger: Modelling D" structure beneath Central America with broadband seismic data, 1997, Phys. Eart Planet. Int., Vol. 101, S. 245–270.
  7. S.-H. Shim, T.S. Duffy, Raymond Jeanloz & G. Shen: Stability and crystal structure of MgSiO3 perovskite to the core-mantle boundary, 2004, Geophy. Res. Lett., Vol 31, L10603, doi:10.1029/2004GL019639.
  8. Klaus Strobach: Unser Planet Erde: Ursprung und Dynamik, Gebr. Borntraeger, Berlin, Stuttgart 1991, ISBN 3-443-01028-8
  9. ↑ Frank D. Stacey: Physics of the Earth, 3. Aufl., Brookfield Press, Brisbane 1992, ISBN 0-646-09091-7
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Die D Schicht sprich D zwei Strich Schicht bildet den untersten Teil des unteren Erdmantels sie stellt damit die Ubergangszone zwischen diesem und dem ausseren Erdkern dar Beschaffenheit BearbeitenNach heutigem Kenntnisstand betragt die Machtigkeit dieser Schicht etwa 200 bis 300 km 1 und weist starke Schwankungen auf wie mit seismologischen Verfahren untersucht wurde Wahrend der untere Mantel nach verbreiteten Modellvorstellungen weitgehend homogen ist zeigt die D Schicht starke Heterogenitaten 2 Diese als large low velocity provinces LLVP bezeichneten Heterogenitaten bestehen aus Material das eine geringere Dichte als das darunterliegende Kernmaterial aber eine hohere Dichte als das daruberliegende Mantelmaterial hat In Analogie zum Verhalten der Kontinente gegenuber dem oberen Erdmantel werden diese Bereiche deshalb auch C Kontinente genannt 3 Sie wandern im Laufe der Zeit und haben Einfluss auf die Mantelkonvektion und die Bildung von Hotspots 4 Der physikalische und mineralogische Charakter der D Schicht ist bislang weitgehend unverstanden jedoch gibt es verschiedene Hypothesen die sich teilweise erganzen Eine Moglichkeit besteht darin dass dort metallische und nichtmetallische Silikate existieren die aus Reaktionen des Eisens aus dem flussigen Kern mit dem Perowskit des unteren Mantels hervorgehen 5 Eine weitere Hypothese besagt dass an dieser Grenzschicht die Reste subduzierter Lithospharenplatten aufgestaut und angelagert werden 6 Im Jahr 2004 wurde eine Phasentransformation des Minerals Perowskit in eine Modifikation mit CaIrO3 Struktur entdeckt Diese wird seitdem als Post Perowskit bezeichnet Die Transformation findet bei Manteltemperaturen ab einem Druck von ca 120 GPa statt was recht gut der Tiefenlage der D Schicht entspricht und daher zur Erklarung komplexer Geschwindigkeitsstrukturen an der Kern Mantel Grenze in Betracht gezogen wird 7 Die D Schicht ist charakterisiert durch eine Abnahme der seismischen Geschwindigkeiten die auf eine exponentielle Abnahme der Temperatur nach aussen hin hinweist 8 Man bezeichnet die D Schicht daher auch als thermische Grenzschicht Eine solche thermische Grenzschicht ist Voraussetzung fur die Entstehung von Instabilitaten aus denen Aufstromungen heissen Materials hervorgehen konnen den sogenannten Mantelplumes 9 Namensgebung BearbeitenDie Bezeichnung D Schicht geht auf eine fruhere Nomenklatur des Erdaufbaus nach Keith Edward Bullen zuruck welche die ersten Buchstaben des Alphabets fur die Erdschichten verwendete Danach bezeichnete der Buchstabe D den gesamten unteren Erdmantel Nach der Entdeckung der Ubergangszone wurde diese Schicht unterteilt in D und D 9 Einzelnachweise Bearbeiten P Keary amp F J Vine Global Tectonics 2 Aufl Blackwell Science Oxford 1990 ISBN 0 86542 924 3 M Sylvander B Ponce amp A Souriau Seismic velocities at the core mantle boundary inferred from P waves diffracted at the core 1997 Phys Earth Planet Int Vol 101 S 189 202 Leszek Czechowski The Origin of Hotspots and the D Layer In H Montag C Reigber Hrsg Geodesy and Physics of the Earth International Association of Geodesy Symposia vol 112 Springer Berlin Heidelberg 1993 doi 10 1007 978 3 642 78149 0 91 Trond H Torsvik Mark A Smethurst Kevin Burke Bernhard Steinberger Large igneous provinces generated from the margins of the large low velocity provinces in the deep mantle Geophysical Journal International Bd 167 Nr 3 2006 S 1447 1460 doi 10 1111 j 1365 246X 2006 03158 x Open Access T Kito F Kruger amp H Negishi Seismic heterogeneous structure in the lowermost mantle beneath the southwestern Pacific 2004 J Geophys Res Vol 109 B09304 doi 10 1029 2003JB002677 X Ding amp D V Helmberger Modelling D structure beneath Central America with broadband seismic data 1997 Phys Eart Planet Int Vol 101 S 245 270 S H Shim T S Duffy Raymond Jeanloz amp G Shen Stability and crystal structure of MgSiO3 perovskite to the core mantle boundary 2004 Geophy Res Lett Vol 31 L10603 doi 10 1029 2004GL019639 Klaus Strobach Unser Planet Erde Ursprung und Dynamik Gebr Borntraeger Berlin Stuttgart 1991 ISBN 3 443 01028 8 a b Frank D Stacey Physics of the Earth 3 Aufl Brookfield Press Brisbane 1992 ISBN 0 646 09091 7 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title D Schicht amp oldid 237841596