Czym jest litosfera w dziedzinie geologii? Litosfera jest kruchą zewnętrzną warstwą stałej Ziemi. Talerze z Płyty tektoniczne są segmentami litosfery. Jego szczyt jest dobrze widoczny - znajduje się na powierzchni Ziemi - ale podstawa litosfery znajduje się w przejściu, które jest aktywnym obszarem badań.
Napinanie litosfery
Litosfera nie jest całkowicie sztywna, ale lekko elastyczna. Wygina się, gdy ładunki zostaną na nim umieszczone lub usunięte. Lodowce z epoki lodowcowej są jednym z rodzajów obciążeń. W Antarktydana przykład gruba pokrywa lodowa zepchnęła litosferę znacznie poniżej poziomu morza. W Kanadzie i Skandynawii litosfera wciąż się rozwija, gdzie lodowce topiły się około 10 000 lat temu. Oto kilka innych rodzajów ładowania:
- Budowa wulkanów
- Depozycja osadu
- Wzrost poziomu morza
- Tworzenie się dużych jezior i zbiorników wodnych
Oto inne przykłady rozładunku:
- Erozja gór
- Wydobycie kanionów i dolin
- Suszenie dużych zbiorników wodnych
- Obniżenie poziomu morza
Wygięcie litosfery z tych przyczyn jest stosunkowo niewielkie (zwykle znacznie mniejsze niż kilometr [km]), ale mierzalne. Możemy modelować litosferę za pomocą prostej fizyki inżynierskiej, tak jakby to była metalowa wiązka, i uzyskać wyobrażenie o jej grubości. (Dokonano tego po raz pierwszy na początku XX wieku.) Możemy również badać zachowanie fal sejsmicznych i umieścić podstawę litosfery na głębokościach, na których fale te zaczynają zwalniać, co wskazuje na bardziej miękką skałę.
Modele te sugerują, że litosfera ma grubość od mniej niż 20 kilometrów w pobliżu grzbietów oceanu środkowego do około 50 km w starych regionach oceanicznych. Pod kontynentami litosfera jest grubsza... od około 100 do nawet 350 km.
Te same badania pokazują, że pod litosferą znajduje się cieplejsza, bardziej miękka warstwa litej skały zwana astenosferą. Skała astenosfery jest raczej lepka niż sztywna i powoli odkształca się pod wpływem naprężeń, jak kit. Dlatego litosfera może przemieszczać się przez lub przez astenosferę pod wpływem sił tektoniki płyt. Oznacza to również, że awarie trzęsień ziemi to pęknięcia, które rozciągają się przez litosferę, ale nie poza nią.
Struktura litosfery
Litosfera obejmuje Skorupa (skały kontynentów i dno oceanu) i najwyższa część płaszcza pod skorupą. Te dwie warstwy różnią się mineralogią, ale są bardzo podobne mechanicznie. W większości działają one jak jeden talerz. Chociaż wiele osób odnosi się do „płyt skorupowych”, dokładniej jest nazywać je płytkami litosferycznymi.
Wygląda na to, że litosfera kończy się tam, gdzie temperatura osiąga pewien poziom, który powoduje średnią skałę płaszczową (perydotyt), aby stać się zbyt miękkim. Ale wiąże się to z wieloma komplikacjami i założeniami i możemy jedynie powiedzieć, że temperatura wynosiłaby od około 600 ° C do 1200 ° C. Wiele zależy od ciśnienia i temperatury, a skały różnią się składem ze względu na mieszanie płytowo-tektoniczne. Prawdopodobnie najlepiej nie oczekiwać ostatecznej granicy. Naukowcy często określają litosferę termiczną, mechaniczną lub chemiczną w swoich artykułach.
Litosfera oceaniczna jest bardzo cienka w centrach rozprzestrzeniania, gdzie się tworzy, ale z czasem gęstnieje. Gdy ostygnie, więcej gorących skał z astenosfery zamarza na jej spodzie. W ciągu około 10 milionów lat litosfera oceaniczna staje się gęstsza niż znajdująca się pod nią astenosfera. Dlatego większość płyt oceanicznych jest gotowa do subdukcji, gdy tylko się to stanie.
Gięcie i przełamywanie litosfery
Siły, które wyginają i niszczą litosferę, pochodzą głównie z tektoniki płyt.
Tam, gdzie zderzają się płyty, litosfera na jednej płytce opada na gorąco płaszcz. W tym procesie subdukcji płyta pochyla się aż o 90 stopni. Gdy wygina się i tonie, litosfera subdukturalna pęka intensywnie, wywołując trzęsienia ziemi w zstępującej płycie skalnej. W niektórych przypadkach (np. W północnej Kalifornii) część poddana subdukcji może się całkowicie odłamać, zapadając się w głęboką Ziemię, gdy płyty nad nią zmieniają swoją orientację. Nawet na dużych głębokościach subdukowana litosfera może być krucha przez miliony lat, o ile jest względnie chłodna.
Litosfera kontynentalna może się rozdzielić, a dolna część odłamuje się i tonie. Ten proces nazywa się rozwarstwieniem. Część skorupowa litosfery kontynentalnej jest zawsze mniej gęsta niż część płaszczowa, która z kolei jest gęstsza niż znajdująca się pod nią astenosfera. Siły grawitacyjne lub przeciągające z astenosfery mogą rozdzielić warstwy skorupy i płaszcza. Rozwarstwienie pozwala na podniesienie się gorącego płaszcza i stopienie pod częściami kontynentu, powodując powszechny wzrost i wulkanizm. Miejsca takie jak Sierra Nevada w Kalifornii, wschodnia Turcja i części Chin są badane z rozwagą.