Litosfera

La litosfera (IPA:, dal greco per “sfera rocciosa”) è il guscio più esterno solido di un pianeta roccioso. Sulla Terra, la litosfera comprende la crosta e il mantello superiore che è unito alla crosta attraverso la discontinuità Mohorovičić. La litosfera è alla base dell’astenosfera, la parte più debole, più calda e più profonda del mantello superiore. La base del confine litosfera-astenosfera corrisponde approssimativamente alla profondità della temperatura di fusione nel mantello. Come strato superficiale di raffreddamento conduttivo del sistema di convezione terrestre, la litosfera si addensa nel tempo. È frammentato in placche tettoniche (mostrate nell’immagine), che si muovono indipendentemente l’una rispetto all’altra. Questo movimento delle placche litosferiche è descritto come tettonica a placche.

Il concetto di litosfera come strato esterno forte della Terra è stato sviluppato da Barrell, che ha scritto una serie di documenti che introducono il concetto (Barrell 1914a-c). Il concetto era basato sulla presenza di anomalie di gravità significative sulla crosta continentale, da cui dedusse che doveva esistere uno strato superiore forte (che chiamò litosfera) sopra uno strato più debole che poteva fluire (che chiamò astenosfera). Queste idee furono ampliate da Daly (1940) e sono state ampiamente accettate da geologi e geofisici. Sebbene queste idee sulla litosfera e l’astenosfera siano state sviluppate molto prima che la teoria tettonica delle placche fosse articolata negli 1960, i concetti che esiste una forte litosfera e che ciò si basa sulla debole astenosfera sono essenziali per quella teoria.

La divisione degli strati esterni della Terra in litosfera e astenosfera non deve essere confusa con la suddivisione chimica della Terra esterna in mantello e crosta. Tutta la crosta è nella litosfera, ma la litosfera contiene generalmente più mantello che crosta.

Esistono due tipi di litosfera:

• Litosfera oceanica, che è associata alla crosta oceanica
• Litosfera continentale, che è associata alla crosta continentale

La litosfera oceanica è tipicamente spessa circa 50-100 km (ma sotto le creste del medio oceano non è più spessa della crosta), mentre la litosfera continentale è spessa circa 150 km, costituita da ~50 km di crosta 100 km o più di mantello superiore. La litosfera oceanica è costituita principalmente da crosta mafica e mantello ultramafico ed è più densa della litosfera continentale, per la quale il mantello è associato a crosta fatta di rocce felsiche. La crosta si distingue dal mantello superiore dal cambiamento nella composizione chimica che avviene alla discontinuità Moho. La litosfera oceanica si addensa man mano che invecchia e si allontana dalla dorsale oceanica. Questo ispessimento avviene mediante raffreddamento conduttivo, che converte l’astenosfera calda in mantello litosferico e fa sì che la litosfera oceanica diventi sempre più densa con l’età. La litosfera oceanica è meno densa dell’astenosfera per alcune decine di milioni di anni, ma dopo questo diventa sempre più densa dell’astenosfera. L’instabilità gravitazionale della litosfera oceanica matura ha l’effetto che nelle zone di subduzione la litosfera oceanica invariabilmente affonda sotto la litosfera prevalente, che può essere oceanica o continentale. La nuova litosfera oceanica viene costantemente prodotta nelle creste medio oceaniche e viene riciclata nel mantello nelle zone di subduzione. Di conseguenza, la litosfera oceanica è molto più giovane della litosfera continentale: la più antica litosfera oceanica ha circa 170 milioni di anni, mentre parti della litosfera continentale hanno miliardi di anni.

Un’altra caratteristica distintiva della litosfera sono le sue proprietà di flusso. Sotto l’influenza delle sollecitazioni a bassa intensità e a lungo termine che guidano i moti tettonici delle placche, la litosfera risponde essenzialmente come un guscio rigido e quindi si deforma principalmente attraverso cedimenti fragili, mentre l’astenosfera (lo strato del mantello sotto la litosfera) è ammorbidita dal calore e ospita la deformazione attraverso la deformazione plastica.

I geoscienziati possono studiare direttamente la natura del mantello subcontinentale esaminando gli xenoliti del mantello allevati nella kimberlite e in altri tubi vulcanici.

• Crosta terrestre, litosfera e astenosfera
• Crosta e litosfera
• Barrell, J. 1914a La forza della crosta terrestre. Rivista di Geologia.22, 425-433.
• Barrell, J. 1914b La forza della crosta terrestre. Giornale di Geologia 22, 441-468.
• Barrell, J. 1914c La forza della crosta terrestre. Giornale di Geologia 22, 655-683.
• Daly, R. 1940 Forza e struttura della Terra. New York: Prentice-Hall.
• Stanley Chernicoff e Donna Whitney. Geologia. An Introduction to Physical Geology, 4th ed. Pearson 2007

Vedi anche

• Biosfera
• Criosfera
• atmosfera terrestre
• Idrosfera
• Pedosphere
• tettonica a placche
• Kola Superdeep Pozzo

Struttura della Terra

Crosta • mantello Superiore • Litosfera • Astenosfera • Mesosphere • Mantello • il nucleo Esterno • anima Interna • la tettonica delle placche