Litosferă

Structura Pământului : Litosfera este marcată cu numărul bretelei 4.

Litosfera (din greacă : λίθος (Lithos) = „piatra, stanca“ + σφαίρα (sphaira) = „sferă“, adică „sferă stâncos“) este cea mai rigidă partea exterioară a planetei Pământ , inclusiv cea a Pamantului crusta si portiunea mantalei exterioare, pana la astenosfera , mentinand un comportament elastic . ^[1]

Istorie

Conceptul de litosferă ca strat rigid exterior al Pământului a fost dezvoltat în 1914 de Joseph Barrell. ^[2] Conceptul s-a bazat pe prezența unor anomalii în gravitatea scoarței continentale , din care a fost ideea unui strat exterior mai dur (numit litosferă) care acoperă un strat mai puțin rigid și fluid, numit astenosferă . dedus. Această ipoteză a fost extinsă în 1940 ^[3] și mai târziu acceptată pe scară largă în geologie și geofizică chiar înainte de dezvoltarea tectonicii moderne a plăcilor , pentru care conceptele unei litosfere rigide care acoperă o zonă fluidă sunt esențiale.

Descriere

Caracteristici generale

Plăcile tectonice ale litosferei Pământului.

Litosfera este partea solidă și anorganică a Pământului care include scoarța terestră și porțiunea cea mai superficială a mantalei superioare, pentru o grosime totală variind între 70-75 km la bazinele oceanice și 110-113 km sub continente. Subdiviziunea în litosferă și astenosferă a învelișurilor externe ale pământului se bazează pe caracteristici exclusiv reologice, adică comportamentul materialelor supuse la solicitări aplicate acestora: litosfera are un comportament reologic rigid și este capabilă să producă cutremure; astenosfera este ușor deformabilă și nu produce cutremure.

O altă modalitate de clasificare a plicurilor externe ale pământului este cea clasică care se bazează pe compoziția aceluiași: vorbim apoi de crustă și manta. Limita dintre crustă și manta reprezintă o importantă discontinuitate compozițională și seismologică, care ia numele de discontinuitatea Mohorovičić (Moho), de la numele seismologului Mohorovičić care a propus-o în 1909. Moho este complet inclus în litosferă, deoarece crusta este are o grosime de aproximativ treizeci de km în medie.

În zona crustală undele seismice P și S cresc ușor în viteză, în timp ce în mantaua superioară creșterea este decisiv mai marcată. La o adâncime cuprinsă între 70 și 120 km, aceste valuri încetinesc; această zonă este considerată limita de adâncime a litosferei; dedesubt există o zonă cu proprietăți seismologice diferite, astenosfera. Grosimea litosferei este considerată a fi adâncimea izotermei asociată cu tranziția dintre comportamentul vâscos și fragil. ^[4]

Subdiviziunea geologică dintre litosferă și astenosferă nu trebuie confundată cu subdiviziunea chimică în mantaua și crusta terestră.

Litosfera este fragmentată într-o serie de plăci tectonice sau litosferice, la marginile cărora sunt concentrate fenomene geologice endogene, precum magmatismul (inclusiv vulcanismul ), seismicitatea și orogeneza . Plăcile pot fi oceanice sau mixte, parțial acoperite de crustă de tip continental.

Subdiviziuni ale litosferei

Litosfera este împărțită în continuare în:

litosfera oceanică, asociată cu scoarța oceanică .
litosfera continentală, asociată cu crusta continentală .

Diferențele dintre litosfera oceanică și cea continentală

Secțiunea structurii Pământului și procesele geologice legate de subducție

Litosfera oceanică are o grosime de aproximativ 100 și 150 km (dar sub creastele oceanice nu este mai groasă decât crusta), în timp ce cea continentală are o grosime cuprinsă între 40 și 200 km; zona cea mai superficială de până la 30 sau 50 km adâncime este crusta tipică. Partea mantalei a litosferei constă în principal din peridotită și este mai densă decât litosfera continentală și este separată de crustă de discontinuitatea Mohorovičić .

Litosfera oceanică este formată în principal din scoarță feminină și manta ultrafemică (peridotită) și este mai densă decât litosfera continentală, în care mantaua este asociată cu crusta compusă din roci felsice . Litosfera oceanică se îngroașă pe măsură ce se îndepărtează de creasta oceanului . Acest fenomen apare prin răcirea conductivă, care transformă astenosfera fierbinte într-o manta litosferică și determină creșterea densității litosferei oceanice în funcție de timp, care poate fi exprimată prin:

\,h\,\sim \,2\,{\sqrt {\kappa t}}

{\ displaystyle \, h \, \ sim \, 2 \, {\ sqrt {\ kappa t}}}

\, h \, \ sim \, 2 \, \ sqrt {\ kappa t}

unde este $h$ ${\ displaystyle h}$ $h$ este grosimea mantiei oceanului, $\kappa$ ${\ displaystyle \ kappa}$ $\ kappa$ este difuzivitatea termică (aproximativ ^10-6 m ² / s), e $t$ ${\ displaystyle t}$ $t$ este timpul. Îngroșarea este, prin urmare, proporțională cu rădăcina pătrată a timpului.

Litosfera oceanică este inițial mai puțin densă decât astenosfera în primele zeci de milioane de ani, dar apoi devine din ce în ce mai densă decât astenosfera. Instabilitatea gravitațională a litosferei oceanice mature are ca efect invariabil ca aceasta să se scufunde în zonele de subducție de sub litosferă, atât continentale, cât și oceanice. Noua litosferă oceanică este în mod constant produsă în crestele oceanului mijlociu și este „reciclată” înapoi în manta prin zone de subducție. Drept urmare, litosfera oceanică este mult mai tânără decât cea continentală: cea mai veche litosferă oceanică are o vechime de aproximativ 170 de milioane de ani, în timp ce unele părți ale litosferei continentale datează de două miliarde de ani. Cele mai vechi părți ale litosferei continentale ascund cratoni și acolo manta-litosfera este mai groasă și mai puțin densă decât în mod normal. Densitatea relativ scăzută a acestor „rădăcini craton” ale mantalei ajută la stabilizarea acestor regiuni. ^[5] ^[6]

Subducția litosferei

Studiile geofizice de la începutul secolului XXI au descoperit că părți mari ale litosferei au fost supuse unui proces de subducție care le-a determinat să se scufunde până la 2900 km, adică lângă limita dintre manta și miez; ^[7] unele plutesc în mantaua superioară, ^[8] ^{[9] în} timp ce altele se scufundă în manta până la 400 km adâncime, dar rămân în continuare conectate cu placa continentală deasupra ^[10] ca în modelul "tectosfera". ^[11]

Xenolitii mantalei

Este posibil să se studieze natura mantei subcontinentale direct prin examinarea xenolitului adus la suprafață în kimberlit și alte orificii vulcanice. Istoria acestor xenoliths a fost investigată prin mai multe metode, inclusiv analiza abundența de osmiu și reniu izotopi. Aceste studii au confirmat că litosfera mantalei de sub niște cratoni a fost menținută pentru o perioadă de peste trei miliarde de ani, în ciuda fluxurilor asociate cu tectonica plăcilor . ^[12]

Notă

^ Skinner, BJ & Porter, SC: Geologie fizică , pagina 17, capitol. The Earth: Inside and Out , 1987, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-05668-5
^ Barrell Joseph, Forța scoarței terestre , Journal of Geology 22, pp. 425-433, 441-468, 655-683, (1914).
^ Daly, R. 1940, Forța și structura Pământului . New York: Prentice-Hall.
^ Parsons, B. și McKenzie, D. 1978. Convecția mantalei și structura termică a plăcilor . Journal of Geophysical Research.
^ Jordan, TH 1978, Compoziția și dezvoltarea tectosferei continentale. Natura 274, 544-548.
^ O'Reilly, Suzanne Y. și colab. (2009), Rădăcinile continentale ultradeep și rămășițele lor oceanice: o soluție la problema geochimică a „rezervorului mantei”? , LITHOS, DOI: 10.1016 / j.lithos.2009.04.028
^ Burke, K. și Torsvik, TH (2004), Derivarea marilor provincii magne din ultimii 200 de milioane de ani de la eterogenități pe termen lung în mantaua profundă , Pământ și Planetary Science Letters, 227: pp. 531-538
^ Replumaz, A. și colab. (2004), evoluția 4-D a mantalei SE Asia din reconstrucții geologice și tomografie seismică , Earth and Planetary Science Letters, 221: pp. 103-115, doi: 10.1016 / S0012-821X (04) 00070-6
^ Li, Chang și colab. (2008), Un nou model global pentru variațiile vitezei de undă „P” în mantaua Pământului , Geochimie Geofizică Geosisteme, 9 (5): Q05018, doi: 10.1029 / 2007GC001806
^ O'Reilly, Suzanne Y. și colab. (2009), Rădăcinile continentale ultradeep și rămășițele lor oceanice: o soluție la problema geochimică a „rezervorului mantei ” , Lithos, doi: 10.1016 / j.lithos.2009.04.028
^ Jordan, TH (1988), Structura și formarea tectosferei continentale , Journal of Petrology, 29 (Special Lithosphere Issue): pp. 11-38
^ Carlson, RW, Pearson, DG și James, DE, 2004, Caracteristici fizice, chimice și cronologice ale mantalei continentale. Recenzii despre Geofizică 43, 8755-1209 / 05 / 2004RG000156.

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « litosferă »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe litosferă

linkuri externe

( EN ) Lithosphere , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Tezaur BNCF 48404 · LCCN (EN) sh2011000728 · GND (DE) 4139001-5 · BNF (FR) cb11933654s (data)

Portalul Științelor Pământului : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Științele Pământului

[1] Skinner, BJ & Porter, SC: Geologie fizică , pagina 17, capitol. The Earth: Inside and Out , 1987, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-05668-5

[2] Barrell Joseph, Forța scoarței terestre , Journal of Geology 22, pp. 425-433, 441-468, 655-683, (1914).

[3] Daly, R. 1940, Forța și structura Pământului . New York: Prentice-Hall.

[4] Parsons, B. și McKenzie, D. 1978. Convecția mantalei și structura termică a plăcilor . Journal of Geophysical Research.

[5] Jordan, TH 1978, Compoziția și dezvoltarea tectosferei continentale. Natura 274, 544-548.

[6] O'Reilly, Suzanne Y. și colab. (2009), Rădăcinile continentale ultradeep și rămășițele lor oceanice: o soluție la problema geochimică a „rezervorului mantei”? , LITHOS, DOI: 10.1016 / j.lithos.2009.04.028

[7] Burke, K. și Torsvik, TH (2004), Derivarea marilor provincii magne din ultimii 200 de milioane de ani de la eterogenități pe termen lung în mantaua profundă , Pământ și Planetary Science Letters, 227: pp. 531-538

[8] Replumaz, A. și colab. (2004), evoluția 4-D a mantalei SE Asia din reconstrucții geologice și tomografie seismică , Earth and Planetary Science Letters, 221: pp. 103-115, doi: 10.1016 / S0012-821X (04) 00070-6

[9] Li, Chang și colab. (2008), Un nou model global pentru variațiile vitezei de undă „P” în mantaua Pământului , Geochimie Geofizică Geosisteme, 9 (5): Q05018, doi: 10.1029 / 2007GC001806

[10] O'Reilly, Suzanne Y. și colab. (2009), Rădăcinile continentale ultradeep și rămășițele lor oceanice: o soluție la problema geochimică a „rezervorului mantei ” , Lithos, doi: 10.1016 / j.lithos.2009.04.028

[11] Jordan, TH (1988), Structura și formarea tectosferei continentale , Journal of Petrology, 29 (Special Lithosphere Issue): pp. 11-38

[12] Carlson, RW, Pearson, DG și James, DE, 2004, Caracteristici fizice, chimice și cronologice ale mantalei continentale. Recenzii despre Geofizică 43, 8755-1209 / 05 / 2004RG000156.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9] în

[10]

[11]

[12]