Litosfääri

litosfääri (IPA: , kreikan sanasta “kivinen” pallo) on Kivisen planeetan kiinteä uloin kuori. Maapallolla litosfääriin kuuluu kuori ja ylin vaippa, joka yhtyy kuoreen mohorovičićin epäjatkuvuuden poikki. Litosfäärin alapuolella on astenosfääri, ylemmän vaipan heikompi, kuumempi ja syvempi osa. Litosfäärin ja astenosfäärin rajan pohja vastaa suunnilleen vaipan sulamislämpötilan syvyyttä. Maan konvektiojärjestelmän johtavasti viilentävänä pintakerroksena litosfääri paksuuntuu ajan myötä. Se on pirstoutunut mannerlaattoihin (Kuvassa), jotka liikkuvat toisistaan riippumatta. Tätä litosfäärilaattojen liikettä kuvataan laattatektoniikaksi.

käsitteen litosfääristä maan vahvana uloimpana kerroksena kehitti Barrell, joka kirjoitti sarjan tutkielmia käsitteen esittelemisestä (Barrell 1914a-C). Käsite perustui merkittävien gravitaatiopoikkeamien esiintymiseen mannerkuoren yllä, mistä hän päätteli, että heikomman kerroksen yläpuolella on oltava vahva ylempi kerros (jota hän kutsui litosfääriksi), joka voisi virrata (jota hän kutsui astenosfääriksi). Näitä ajatuksia laajensi Daly (1940), ja geologit ja geofyysikot ovat laajalti hyväksyneet ne. Vaikka nämä ajatukset litosfääristä ja astenosfääristä kehitettiin kauan ennen mannerlaattojen teoriaa 1960-luvulla, käsitteet, joiden mukaan vahva litosfääri on olemassa ja että tämä perustuu heikkoon astenosfääriin, ovat olennaisia tälle teorialle.

maapallon uloimpien kerrosten jakoa litosfääriin ja astenosfääriin ei tule sekoittaa siihen, että ulompi maa jaetaan kemiallisesti vaippaan ja kuoreen. Kaikki kuori on litosfäärissä, mutta litosfäärissä on yleensä enemmän vaippaa kuin kuorta.

litosfäärejä on kahdenlaisia:

• Oceanic litosphere, joka liittyy Oceanic crust
• Continental litosphere, joka liittyy Mannerkuoreen

Oceanic litosphere on tyypillisesti noin 50-100 km paksu (mutta valtamerten keskiselänteiden alla ei ole paksumpi kuin kuori), kun taas continental litosphere on noin 150 km paksu, joka koostuu ~50 km kuoresta ja 100 km tai enemmän ylimmästä vaipasta. Valtamerten litosfääri koostuu pääasiassa mafisesta kuoresta ja ultramafisesta vaipasta ja on tiheämpi kuin mannerlitosfääri, jossa vaippa liittyy felsisistä kivistä tehtyyn kuoreen. Kuoren erottaa ylemmästä vaipasta Moho-epäjatkuvuudessa tapahtuva kemiallisen koostumuksen muutos. Valtamerten litosfääri paksunee ikääntyessään ja liikkuu poispäin valtameren keskiselänteestä. Tämä paksuuntuminen tapahtuu johtavalla jäähdytyksellä, joka muuttaa kuuman astenosfäärin litosfääriksi ja saa merellisen litosfäärin tihentymään iän myötä. Valtamerten litosfääri on astenosfääriä harvempi muutaman kymmenen miljoonan vuoden ajan, mutta muuttuu tämän jälkeen astenosfääriä tiheämmäksi. Kypsän valtamerten litosfäärin gravitaatioepävakaudella on se vaikutus, että subduktiovyöhykkeillä valtamerten litosfääri vajoaa poikkeuksetta ylitsepääsevän litosfäärin alle, joka voi olla valtamerten tai mannerten litosfääri. Valtamerten keskiselänteillä syntyy jatkuvasti uutta valtamerien litosfääriä, joka kierrätetään takaisin vaippaan subduktiovyöhykkeillä. Tämän vuoksi valtamerien litosfääri on paljon nuorempi kuin mannerlitosfääri: vanhin oseanialainen litosfääri on noin 170 miljoonaa vuotta vanha, kun taas osat mannerlitosfääristä ovat miljardeja vuosia vanhoja.

toinen litosfäärin tuntomerkki ovat sen virtausominaisuudet. Vaikutuksen alaisena matalan intensiteetin, pitkän aikavälin korostaa, että ajaa levy tektonisia liikkeitä, litosfääri reagoi olennaisesti jäykkä kuori ja siten deforms pääasiassa kautta hauras vika, kun taas astenosfääri (kerros vaipan alla litosfääri) on lämpö-pehmennetty ja mahtuu rasitusta kautta plastinen muodonmuutos.

Geotieteilijät voivat suoraan tutkia subkontinentaalisen vaipan luonnetta tutkimalla kimberliitissä ja muissa vulkaanisissa putkissa syntyneitä vaipan ksenoliitteja.

• maankuori, litosfääri ja Astenosfääri
• maankuori ja litosfääri
• Barrell, J. 1914a maankuoren vahvuus. Journal of Geology.22, 425-433.
• Barrell, J. 1914b maankuoren vahvuus. Journal of Geology 22, 441-468.
• Barrell, J. 1914c maankuoren vahvuus. Journal of Geology 22, 655-683.
• Daly, R. 1940 maan vahvuus ja rakenne. New York: Prentice-Hall.
• Stanley Chernicoff ja Donna Whitney. Geologia. An Introduction to Physical Geology, 4th ed., Pearson 2007

Katso myös

• biosfääri
• Kryosfääri
• Maan ilmakehä
• hydrosfääri
• Pedosfääri
• Laattatektoniikka
• Kuolan Superdieepin Porakaivo

Maan rakenne

Crust * ylempi vaippa * litosfääri * Astenosfääri * mesosfääri * vaippa * ulompi ydin * sisempi ydin * Laattatektoniikka