Manto (jeoloji)

Manto (Fra. manteau), gezegen kütlelerinin çekirdekleri ve kabukları arasında yer alan jeolojik bir katmandır. Bu katman sıcak, yoğun, demir ve magnezyum bakımından zengin ve görece katı bir yapıdadır.

Dünya'nın mantosu

Yerkürenin katmanlarının gösterimi

Dünya'nın çekirdeği ile kabuğu arasında kabaca 2900 km kalınlığında sıcak, yoğun ve genellikle katı bir materyal (yüksek sıcaklık nedeniyle derinlerde ergiyik halde) olan manto Dünya'nın hacminin yüzde 84'üne karşılık gelir. 4,5 milyar yıl önce Dünya oluşmaya başladığında görece ağır metaller olan demir ve nikel hızlıca merkeze gömülmeye başladı ve bir zaman sonra çekirdekçe yoğunlaştılar. Bu çekirdeğin etrafındaysa ergiyik bir materyal yer aldı ve bu ilksel mantoydu.

Kimyasal bileşim

Mantoyu oluşturan kayaçlar ağırlıklı olarak silikat(oksijen ve silikon bileşiği) grubu minerallerden oluşan kayaçlardır. Mantoda yaygın olarak olivin, piroksen ve garnete rastlanır. Bir diğer majör mineral magnezyum oksit'tir. Bunun yanı sıra demir, alüminyum, potasyum ve sodyum da mantoda bulunan elementlerdendir.

Fiziksel özellikler

Mantonun kalınlığı 2900 km kadar olup temelde 3 ana kısma ayrılır: üst manto, geçiş bölgesi ve alt manto. Yüzeyden yaklaşık 400 km derinliğe kadar üst manto yer almaktadır. 400–660 km arası derinliklerde geçiş bölgesi yer alırken; 660–2900 km arasında alt manto bulunur. Üst manto da kendi içinde 2 alt tabakaya ayrılır: altta astenosfer ve onun üstünde litosfer. Yerin derinliklerindeki bu oluşumların doğrudan gözlemlenebilmesi olanaksız olduğundan yardımcı yöntemler kullanılmaktadır, bunların en önemlisi sismik dalgaların kullanılmasıdır. Astenosfer, plastik özellik gösteren akışkan bir materyalden oluşurken; üst mantonun en yukarısındaki litosfer katı ve sert bir yapıdadır, dolayısıyla gevrektir. Mantodaki sıcaklık değişkenlik göstermektedir, kabuğa yakın kısımlarda sıcaklık 1000 °C civarındayken, çekirdeğin yakınlarında sıcaklık 3700 °C'ye çıkmaktadır. Bu sıcaklık-derinlik ilişkisi jeotermal gradyan olarak bilinir (yaklaşık olarak 1 km inildikçe 25 °C sıcaklık artar). Manto genel olarak katı ve akmaya dirençli (viskoz) bir yapıda olsa da manto yükselmesi ve levha sınırlarında akışkan (daha az viskoz) durumda bulunur, ayrıca derinliklerdeki sıcaklık ve basınç koşulları dolayısıyla akışkan ve plastik yapıdadır.

Manto akımları

Manto akımı simülasyonu: Mavi-soğuk, kırmızı-sıcak (ASPECT mantle convection code)

Manto içinde ciddi sıcaklık farkları oluşmaktadır. Derinliklerde 5000 °C'ye çıkan sıcaklıklar, yüzeye yakın kısımlarda 1000 °C civarındadır dolayısıyla manto içinde termal hareketlilik görülür. Sıcak malzeme genleşir ve yoğunluğu azalır ve bu nedenle yükselirken; yüzeye çıkan materyal git gide soğur ve yoğunluğu artar dolayısıyla tekrar çöker. Bu bir döngü halinde konveksiyon hareketini oluşturur.

Manto yükselmesi

Manto yükselmesi

Manto yükselmesi, oldukça fazla ısınmış bir ergiyik kayanın (aşırı sıcak) mantodan yükselmesidir. Bu durum sıcak noktaların (hot spot) en olası nedeni olarak görülmektedir. Aşırı ısınan kaya bir girişim yaparak astenosfer ve litosferi ısıtır ve tetikleyici şekilde volkanik püskürmelere neden olur.

Diğer gezegen ve uyduların mantosu

Diğer gezegenler ve uyduların da mantosu vardır, örnek olarak Ay'ın mantosu 1350 km kalınlığındadır. İlkel magmanın soğumaya başlamasıyla jeokimyasal farklılaşma sonucu ağır ve hafif elementler ayrışır, ağır mineraller çökerken; hafif mineraller yukarı gitme eğiliminde olmaktadırlar. Ay'ın mantosu olivin ve piroksen gibi daha yoğun minerallerden oluşur. Mars'ın mantosu da kabuk kısmının altında yer alır ve durgun (hareketsiz) bir durumdadır. Yumuşak kayaçlı bir yapıda olup içeriğinde silikon, oksijen, demir ve magnezyum bulundurur. Yaklaşık kalınlığının 1500 km olduğu düşünülmektedir.