Lithosphère

La lithosphère (IPA :, du grec pour “sphère rocheuse”) est la coquille la plus externe solide d’une planète rocheuse. Sur la Terre, la lithosphère comprend la croûte et le manteau supérieur qui est joint à la croûte à travers la discontinuité de Mohorovičić. La lithosphère est sous-tendue par l’asthénosphère, la partie la plus faible, la plus chaude et la plus profonde du manteau supérieur. La base de la limite lithosphère-asthénosphère correspond approximativement à la profondeur de la température de fusion dans le manteau. En tant que couche superficielle de refroidissement conducteur du système de convection terrestre, la lithosphère s’épaissit avec le temps. Il est fragmenté en plaques tectoniques (représentées sur l’image), qui se déplacent indépendamment les unes par rapport aux autres. Ce mouvement des plaques lithosphériques est décrit comme la tectonique des plaques.

Le concept de la lithosphère en tant que couche externe solide de la Terre a été développé par Barrell, qui a écrit une série d’articles présentant le concept (Barrell 1914a-c). Le concept était basé sur la présence d’anomalies gravitationnelles significatives au-dessus de la croûte continentale, d’où il déduit qu’il doit exister une couche supérieure forte (qu’il a appelée lithosphère) au-dessus d’une couche plus faible qui pourrait s’écouler (qu’il a appelée asthénosphère). Ces idées ont été élargies par Daly (1940) et ont été largement acceptées par les géologues et les géophysiciens. Bien que ces idées sur la lithosphère et l’asthénosphère aient été développées bien avant que la théorie de la tectonique des plaques ne soit articulée dans les années 1960, les concepts selon lesquels une lithosphère forte existe et que celle-ci repose sur une asthénosphère faible sont essentiels à cette théorie.

La division des couches externes de la Terre en lithosphère et asthénosphère ne doit pas être confondue avec la subdivision chimique de la Terre extérieure en manteau et croûte. Toute la croûte est dans la lithosphère, mais la lithosphère contient généralement plus de manteau que de croûte.

Il existe deux types de lithosphère:

• Lithosphère océanique, associée à la croûte océanique
• Lithosphère continentale, associée à la croûte continentale

La lithosphère océanique est généralement d’environ 50 à 100 km d’épaisseur (mais sous les crêtes médio-océaniques, elle n’est pas plus épaisse que la croûte), tandis que la lithosphère continentale est d’environ 150 km d’épaisseur, composée d’environ 50 km de croûte et de 100 km ou plus du manteau supérieur. La lithosphère océanique se compose principalement de croûte mafique et de manteau ultramafique et est plus dense que la lithosphère continentale, pour laquelle le manteau est associé à une croûte faite de roches felsiques. La croûte se distingue du manteau supérieur par le changement de composition chimique qui se produit à la discontinuité de Moho. La lithosphère océanique s’épaissit en vieillissant et s’éloigne de la dorsale médio-océanique. Cet épaississement se produit par refroidissement conducteur, qui convertit l’asthénosphère chaude en manteau lithosphérique, et fait que la lithosphère océanique devient de plus en plus dense avec l’âge. La lithosphère océanique est moins dense que l’asthénosphère pendant quelques dizaines de millions d’années, mais après cela devient de plus en plus dense que l’asthénosphère. L’instabilité gravitationnelle de la lithosphère océanique mature a pour effet que, dans les zones de subduction, la lithosphère océanique s’enfonce invariablement sous la lithosphère dominante, qui peut être océanique ou continentale. Une nouvelle lithosphère océanique est constamment produite sur les crêtes médio-océaniques et est recyclée vers le manteau dans les zones de subduction. En conséquence, la lithosphère océanique est beaucoup plus jeune que la lithosphère continentale: la plus ancienne lithosphère océanique a environ 170 millions d’années, tandis que certaines parties de la lithosphère continentale ont des milliards d’années.

Une autre caractéristique distinctive de la lithosphère est ses propriétés d’écoulement. Sous l’influence des contraintes de faible intensité et à long terme qui entraînent les mouvements tectoniques des plaques, la lithosphère réagit essentiellement comme une coque rigide et se déforme donc principalement par rupture fragile, tandis que l’asthénosphère (la couche du manteau sous la lithosphère) est ramollie à la chaleur et supporte la déformation par déformation plastique.

Les géoscientifiques peuvent étudier directement la nature du manteau subcontinental en examinant les xénolithes du manteau élevés dans la kimberlite et d’autres tuyaux volcaniques.

• Croûte terrestre, Lithosphère et Asthénosphère
• Croûte et Lithosphère
• Barrell, J. 1914a La force de la croûte terrestre. Journal de géologie.22, 425-433.
• Barrell, J. 1914b La force de la croûte terrestre. Journal de géologie 22, 441-468.
• Barrell, J. 1914c La force de la croûte terrestre. Journal de géologie 22, 655-683.
• Daly, R. 1940 Force et structure de la Terre. New York : Prentice-Hall.
• Stanley Chernicoff et Donna Whitney. Géologie. Une introduction à la géologie physique, 4e éd., Pearson 2007

Voir aussi

• Biosphère
• Cryosphère
• Atmosphère terrestre
• Hydrosphère
• Pédosphère
• Tectonique des plaques
• Trou de forage en profondeur de Kola

Structure de la Terre

Croûte * Manteau supérieur • Lithosphère • Asthénosphère * Mésosphère * Manteau * Noyau externe • Noyau interne * tectonique des plaques