de lithosfeer van de aarde omvat de korst en de bovenste mantel, die de harde en stijve buitenste laag van de aarde vormt. De lithosfeer is onderverdeeld in tektonische platen. De lithosfeer is de onderlaag van de asthenosfeer, die het zwakkere, hetere en diepere deel van de bovenmantel is., De grens tussen de lithosfeer en de asthenosfeer wordt bepaald door een verschil in reactie op stress: de lithosfeer blijft gedurende zeer lange geologische perioden stijf, waarin hij elastisch en door broos falen vervormt, terwijl de asthenosfeer viskeus vervormt en spanning door plastische vervorming herbergt.
De dikte van de lithosfeer wordt dus beschouwd als de diepte van de isotherm geassocieerd met de overgang tussen Bros en viskeuze gedrag., De temperatuur waarbij olivijn kneedbaar wordt (~1000 °C) wordt vaak gebruikt om deze isotherm in te stellen omdat olivijn over het algemeen het zwakste mineraal in de bovenmantel is.het concept van de lithosfeer als de sterke buitenste laag van de aarde werd beschreven door A. E. H. Love in zijn monografie “Some problems of Geodynamics” uit 1911 en verder ontwikkeld door Joseph Barrell, die een reeks artikelen over het concept schreef en de term “lithosfeer”introduceerde., Het concept was gebaseerd op de aanwezigheid van significante zwaartekrachtafwijkingen over de continentale korst, waaruit hij concludeerde dat er een sterke, vaste bovenste laag (die hij de lithosfeer noemde) moet bestaan boven een zwakkere laag die kon stromen (die hij de asthenosfeer noemde). Deze ideeën werden uitgebreid door Reginald Aldworth Daly in 1940 met zijn baanbrekende werk “Strength and Structure of the Earth.”Ze zijn algemeen aanvaard door geologen en geofysici. Deze concepten van een sterke lithosfeer die rust op een zwakke asthenosfeer zijn essentieel voor de theorie van platentektoniek.,
typen
verschillende typen lithosfeer
de lithosfeer kan worden onderverdeeld in oceanische en continentale lithosfeer. Oceanische lithosfeer wordt geassocieerd met oceanische korst (met een gemiddelde dichtheid van ongeveer 2,9 gram per kubieke centimeter) en bestaat in de oceaanbekkens. Continentale lithosfeer wordt geassocieerd met continentale korst (met een gemiddelde dichtheid van ongeveer 2,7 gram per kubieke centimeter) en ligt ten grondslag aan de continenten en continentale planken.,
oceanische lithosfeer
oceanische lithosfeer bestaat voornamelijk uit mafische korst en ultramafische mantel (peridotiet) en is dichter dan continentale lithosfeer. Jonge oceanische lithosfeer, gevonden op mid-oceanische ruggen, is niet dikker dan de korst, maar oceanische lithosfeer verdikt als het veroudert en zich verwijdert van de mid-oceanische rug. De oudste cceanische lithosfeer is ongeveer 140 km dik. Deze verdikking gebeurt door geleidende koeling, die de hete asthenosfeer omzet in lithosferische mantel en zorgt ervoor dat de oceanische lithosfeer steeds dikker en dikker wordt met de leeftijd., In feite is de oceanische lithosfeer een thermische grenslaag voor de convectie in de mantel. De dikte van het mantelgedeelte van de oceanische lithosfeer kan worden benaderd als een thermische grenslaag die verdikt als de vierkantswortel van de tijd.
H ∼ 2 κ t {\displaystyle\, h\, \ sim \, 2\, {\sqrt {\kappa t}}\,}
Hier is h {\displaystyle h} de dikte van de oceanische lithosfeer, κ {\displaystyle \kappa } is de thermische diffusiviteit (ongeveer 10-6 m2/s) voor silicaatgesteenten, en t {\displaystyle t} is de leeftijd van het gegeven deel van de lithosfeer., De leeftijd is vaak gelijk aan L/V, waarbij L de afstand is van het verspreidingscentrum van de mid-oceanische rug, en V De snelheid van de lithosferische plaat.
de oceanische lithosfeer is Enkele tientallen miljoenen jaren minder dicht dan de asthenosfeer, maar wordt daarna steeds dichter dan de asthenosfeer. Hoewel chemisch gedifferentieerde oceanische korst lichter is dan de asthenosfeer, maakt thermische samentrekking van de lithosfeer van de mantel haar dichter dan de asthenosfeer., De gravitationele instabiliteit van volwassen oceanische lithosfeer heeft het effect dat in subductiezones de oceanische lithosfeer steevast onder de overheersende lithosfeer zinkt, die oceanisch of continentaal kan zijn. Nieuwe oceanische lithosfeer wordt voortdurend geproduceerd op mid-oceanische ruggen en wordt gerecycled terug naar de mantel in subductiezones. Hierdoor is de oceanische lithosfeer veel jonger dan de continentale lithosfeer: de oudste oceanische lithosfeer is ongeveer 170 miljoen jaar oud, terwijl delen van de continentale lithosfeer miljarden jaren oud zijn.,
Subducted lithosfeer
geofysische studies in het begin van de 21e eeuw stellen dat grote stukken van de lithosfeer zijn gesubducteerd in de mantel zo diep als 2900 km tot in de buurt van de kern-mantel grens, terwijl andere “drijven” in de bovenste mantel. Weer anderen blijven tot 400 km in de mantel hangen, maar blijven “gehecht” aan de continentale plaat hierboven, vergelijkbaar met de omvang van de “tectosfeer” voorgesteld door Jordanië in 1988. Subductieve lithosfeer blijft stijf (zoals blijkt uit diepe aardbevingen langs de Wadati–Benioff zone) tot een diepte van ongeveer 600 km.,
continentale lithosfeer
continentale lithosfeer heeft een dikte van ongeveer 40 km tot misschien 280 km; de bovenste ~30 tot ~50 km van de typische continentale lithosfeer is korst. De korst onderscheidt zich van de bovenste mantel door de verandering in chemische samenstelling die plaatsvindt bij de MoHo-discontinuïteit. De oudste delen van de continentale lithosfeer liggen ten grondslag aan de kratonen, en de lithosfeer van de mantel is daar dikker en minder dicht dan normaal; de relatief lage dichtheid van deze mantel “wortels van kratonen” helpt deze gebieden te stabiliseren.,
vanwege de relatief lage dichtheid kan de continentale lithosfeer die bij een subductiezone aankomt niet veel verder dan ongeveer 100 km subducteren voordat ze weer opduikt. Als gevolg hiervan wordt de continentale lithosfeer niet gerecycled in subductiezones zoals de oceanische lithosfeer wordt gerecycled. In plaats daarvan is de continentale lithosfeer een bijna permanent kenmerk van de aarde.