Lithosphere

Jordens lithosphere inneholder jordskorpen og den øverste mantel, som utgjør den harde og stive ytre lag av Jorden. Den lithosphere er inndelt i tektoniske plater. Den lithosphere er underlain av asthenosphere som er svakere, varmere og dypere del av den øvre mantelen., Den Lithosphere-Asthenosphere grensen er definert ved en forskjell i respons til stress: den lithosphere er fortsatt stiv for svært lange perioder av geologisk tid der det deforms elastisk og gjennom sprø feil, mens asthenosphere deforms viscously og plass press gjennom plastisk deformasjon.

tykkelsen av lithosphere er dermed anses å være dybden til isotermen knyttet til overgangen mellom sprø og seige atferd., Den temperaturen som olivin blir smidig (~1000 °C) brukes ofte for å angi dette isotermen fordi olivin er vanligvis den svakeste mineral i den øvre mantelen.

Historie av konseptet

konseptet av lithosphere som Jordens sterk ytre lag ble beskrevet av A. E. H. Kjærlighet i hans 1911 monografi «Noen problemer med Geodynamics» og videre utviklet av Joseph Barrell, som skrev en serie artikler om konseptet og introduserte begrepet «lithosphere»., Konseptet var basert på tilstedeværelsen av betydelige tyngdekraften avvik over kontinental skorpe, som han konkluderte med at det må finnes en sterk, solid øvre lag (som han kalte det lithosphere) over et svakere lag som kunne flyte (som han kalte det asthenosphere). Disse ideene ble utvidet av Reginald Aldworth Daly i 1940 med sitt banebrytende verk «Styrke og Struktur av Jorden.»De har blitt bredt akseptert av geologer og geofysikere. Disse begrepene en sterk lithosphere hviler på et svakt asthenosphere er viktig å teorien om platetektonikk.,

Typer

lithosphere kan deles inn i oseanisk og kontinental lithosphere. Oceanic lithosphere er forbundet med oceanic crust (å ha en gjennomsnittlig tetthet på ca 2.9 gram per kubikk centimeter) og finnes i havet bassenger. Kontinental lithosphere er forbundet med kontinental skorpe (å ha en gjennomsnittlig tetthet på ca 2.7 gram per kubikk centimeter), og ligger til grunn kontinenter og kontinental hyller.,

Oceanic lithosphere

Oceanic lithosphere består hovedsakelig av mafic skorpe og ultramafic mantelen (peridotite) og er tettere enn kontinental lithosphere. Unge oceanic lithosphere, funnet på midten havet rygger, er ikke tykkere enn jordskorpen, men oceanic lithosphere tykner som den eldes og beveger seg bort fra mid-ocean ridge. Den eldste cceanic lithosphere er vanligvis ca 140 km tykk. Dette fortykkelse skjer ved mekanisk kjøling, som konverterer hot asthenosphere inn lithospheric mantelen og fører til at oceanic lithosphere til å bli stadig mer tykk og tett med alder., Faktisk, oceanic lithosphere er en termisk grenselag for konveksjon i mantelen. Tykkelsen av mantelen del av oseaniske lithosphere kan tilnærmes som et termisk grenselag som tykner som kvadratroten av tiden.

h ∼ 2 κ t {\displaystyle \h\,\sim -\, 2\,{\sqrt {\kappa t}}\,}

Her, h {\displaystyle h} er tykkelsen av oseaniske mantelen lithosphere, κ {\displaystyle \kappa } er termisk diffusivity (ca 10-6 m2/s) for silikat bergarter, og t {\displaystyle t} er en alder av gitt en del av lithosphere., Alder er ofte lik L/V, der L er avstand fra å spre sentrum av mid-oseanisk ridge, og V er hastigheten av lithospheric plate.

Oceanic lithosphere er mindre tett enn asthenosphere for et par titalls av millioner av år, men etter dette blir det stadig tettere enn asthenosphere. Mens kjemisk differensiert oceanic crust er lettere enn asthenosphere, termisk kontraksjon av mantelen lithosphere gjør det mer tett enn asthenosphere., Gravitasjons ustabilitet i modne oceanic lithosphere har den virkning at i subduksjonssoner, oceanic lithosphere alltid synker under det overordnede lithosphere, som kan være oseanisk og kontinental. Nye oceanic lithosphere er i stadig blir produsert på midten havet rygger og er resirkulert tilbake til mantelen i subduksjonssoner. Som et resultat, oceanic lithosphere er mye yngre enn kontinental lithosphere: den eldste oceanic lithosphere er om lag 170 millioner år gamle, mens deler av den kontinentale lithosphere er milliarder av år gammel.,

Subducted lithosphere

Geofysiske studier i det tidlige 21. århundre posit at store deler av lithosphere har vært subducted i mantelen så dypt som 2900 km til i nærheten av kjerne-mantel grensen, mens andre «flyte» i den øvre mantelen. Samtidig har andre pinne ned i mantelen så langt det er 400 km, men er fortsatt «festet» til kontinental plate ovenfor, lik den grad av «tectosphere» foreslått av Jordan i 1988. Subducting lithosphere er fortsatt stiv (som demonstrert ved dype jordskjelv langs Wadati–Benioff sone) til en dybde av ca 600 km (370 km).,

Kontinental lithosphere

Kontinental lithosphere har et utvalg i tykkelse fra ca 40 km til kanskje 280 km; øvre ~30 ~50 km typisk kontinental lithosphere er skorpe. Skorpen skiller seg fra den øvre mantelen av endring i kjemisk sammensetning som foregår på Moho diskontinuitet. De eldste delene av kontinental lithosphere ligger til grunn for cratons, og mantelen lithosphere det er tykkere og har en lavere tetthet enn vanlig; den relativt lave tettheten av slike kappe «røtter av cratons» bidrar til å stabilisere disse regionene.,

på Grunn av sin relativt lav tetthet, kontinental lithosphere som kommer på en subduction sone kan ikke subduct mye lenger enn om 100 km (62 miles) før overflatebehandling. Som et resultat, kontinental lithosphere er ikke resirkuleres ved subduksjonssoner måten oceanic lithosphere er resirkulert. I stedet, kontinental lithosphere er en nesten permanent funksjon av Jorden.