Litosfären

litosfären (IPA:, från grekiska för” stenig ” sfär) är det fasta yttersta skalet på en stenig planet. På jorden, litosfären inkluderar skorpan och den översta manteln som är förenad med skorpan över mohorovi Sackarios diskontinuitet. Litosfären ligger under asthenosfären, den svagare, varmare och djupare delen av den övre manteln. Basen av litosfären-asthenosfärgränsen motsvarar ungefär djupet av smälttemperaturen i manteln. Som det konduktivt kylande ytskiktet i jordens konvektionssystem förtjockas litosfären över tiden. Den är fragmenterad i tektoniska plattor (visas på bilden), som rör sig oberoende i förhållande till varandra. Denna rörelse av litosfäriska plattor beskrivs som plattaktonik.

begreppet litosfären som jordens starka yttre skikt utvecklades av Barrell, som skrev en serie artiklar som introducerade konceptet (Barrell 1914a-c). Konceptet baserades på närvaron av betydande gravitationsanomalier över kontinental skorpa, från vilken han drog slutsatsen att det måste finnas ett starkt övre lager (som han kallade litosfären) ovanför ett svagare lager som kunde flöda (som han kallade asthenosfären). Dessa tankar utvidgades av Daly (1940) och har allmänt accepterats av geologer och geofysiker. Även om dessa tankar om litosfär och asthenosfär utvecklades långt innan plattektonisk teori artikulerades på 1960-talet, är begreppen att stark litosfär existerar och att detta vilar på svag asthenosfär avgörande för den teorin.

uppdelningen av jordens yttre lager i litosfär och asthenosfär bör inte förväxlas med den yttre jordens kemiska indelning i mantel och skorpa. All skorpa finns i litosfären, men litosfären innehåller i allmänhet mer mantel än skorpa.

det finns två typer av litosfär:

• oceanisk litosfär, som är associerad med oceanisk skorpa
• kontinental litosfär, som är associerad med kontinental skorpa

oceanisk litosfär är typiskt ca 50-100 km tjock (men under mitten av havet är åsarna inte tjockare än skorpan), medan kontinental litosfär är ca 150 km tjock, bestående ~50 km skorpa och 100km eller mer av översta mantel. Oceanisk litosfär består huvudsakligen av mafisk skorpa och ultramafisk mantel och är tätare än kontinental litosfär, för vilken manteln är associerad med skorpa gjord av felsiska stenar. Skorpan skiljer sig från den övre manteln genom förändringen i kemisk sammansättning som sker vid Moho-diskontinuiteten. Oceanisk litosfär tjocknar när den åldras och rör sig bort från Mid-ocean ridge. Denna förtjockning sker genom ledande kylning, som omvandlar het asthenosfär till litosfärisk mantel, och får den oceaniska litosfären att bli alltmer tät med åldern. Oceanisk litosfär är mindre tät än asthenosfären i några tiotals miljoner år, men efter detta blir allt tätare än asthenosfären. Gravitationsinstabiliteten hos mogen oceanisk litosfär har den effekten att vid subduktionszoner sjunker den oceaniska litosfären alltid under den övergripande litosfären, som kan vara oceanisk eller kontinental. Ny oceanisk litosfär produceras ständigt vid mid-ocean ridges och återvinns tillbaka till manteln vid subduktionszoner. Som ett resultat är oceanisk litosfär mycket yngre än kontinental litosfär: den äldsta oceaniska litosfären är cirka 170 miljoner år gammal, medan delar av den kontinentala litosfären är miljarder år gamla.

en annan särskiljande egenskap hos litosfären är dess flödesegenskaper. Under påverkan av de lågintensiva, långsiktiga spänningarna som driver platttektoniska rörelser, svarar litosfären väsentligen som ett styvt skal och deformeras sålunda främst genom sprött misslyckande, medan asthenosfären (mantelskiktet under litosfären) är värmemjukad och rymmer belastning genom plastisk deformation.

Geoscientists kan direkt studera arten av subkontinentala manteln genom att undersöka mantel xenoliter uppvuxna i kimberlit och andra vulkaniska rör.

• jordskorpan, litosfären och astenosfären
• skorpa och litosfären
• Barrell, J. 1914a styrkan i jordskorpan. Journal of Geology.22, 425-433.
• Barrell, J. 1914b styrkan i jordskorpan. Tidskrift för geologi 22, 441-468.
• Barrell, J. 1914c styrkan i jordskorpan. Tidskrift för geologi 22, 655-683.
• Daly, R. 1940 styrka och struktur av jorden. New York: Prentice-Hall.
• Stanley Chernicoff och Donna Whitney. Geologi. En introduktion till fysisk Geologi, 4th ed., Pearson 2007

Se även

• Biosfär
• Kryosfär
• jordens atmosfär
• hydrosfären
• Pedosfär
• plattektonik
• Kola Superdeep Borehole

jordens struktur

skorpa * övre mantel * litosfär * Asthenosfär * mesosfär * mantel * yttre kärna * inre kärna * plattektonik