Alles wat u moet weten over de lithosfeer

Wat is de lithosfeer op het gebied van de geologie? De lithosfeer is de broze buitenlaag van de vaste aarde. De platen van de platentektoniek zijn segmenten van de lithosfeer. De bovenkant is gemakkelijk te zien - het bevindt zich aan het aardoppervlak - maar de basis van de lithosfeer bevindt zich in een overgang, wat een actief onderzoeksgebied is.

De lithosfeer buigen

De lithosfeer is niet helemaal rigide, maar enigszins elastisch. Het buigt wanneer lasten erop worden geplaatst of ervan worden verwijderd. IJstijdgletsjers zijn één soort lading. In Antarctica bijvoorbeeld heeft de dikke ijskap de lithosfeer vandaag ver onder de zeespiegel geduwd. In Canada en Scandinavië is de lithosfeer nog steeds niet flexibel, waar de gletsjers ongeveer 10.000 jaar geleden smolten. Hier zijn enkele andere soorten laden:

• Bouw van vulkanen
• Afzetting van sediment
• Zeeniveau stijgen
• Vorming van grote meren en reservoirs

Hier zijn andere voorbeelden van lossen:

• Erosie van bergen
• Opgraving van canyons en valleien
• Opdrogen van grote waterlichamen
• Zeeniveau verlagen

De buiging van de lithosfeer door deze oorzaken is relatief klein (meestal veel minder dan een kilometer [km]), maar meetbaar. We kunnen de lithosfeer modelleren met behulp van eenvoudige technische fysica, alsof het een metalen balk is, en een idee krijgen van de dikte ervan. (Dit werd voor het eerst gedaan in de vroege jaren 1900.) We kunnen ook het gedrag van seismische golven bestuderen en de basis van de lithosfeer op dieptes plaatsen waar deze golven beginnen te vertragen, wat duidt op zachtere rotsen.

Deze modellen suggereren dat de lithosfeer varieert van minder dan 20 kilometer dik in de buurt van de mid-oceanische ruggen tot ongeveer 50 km in oude oceanische regio's. Onder de continenten is de lithosfeer dikker ... van ongeveer 100 tot wel 350 km.

Deze zelfde studies tonen aan dat onder de lithosfeer een hetere, zachtere laag van massief gesteente zit, genaamd de asthenosfeer. De rots van de asthenosfeer is viskeus in plaats van stijf en vervormt langzaam onder stress, zoals stopverf. Daarom kan de lithosfeer zich door of door de asthenosfeer bewegen onder de krachten van platentektoniek. Dit betekent ook dat aardbevingsfouten scheuren zijn die zich uitstrekken door de lithosfeer, maar niet daarbuiten. 

Lithosfeerstructuur

De lithosfeer omvat de korst (de rotsen van de continenten en de oceaanbodem) en het bovenste deel van de mantel onder de korst. Deze twee lagen zijn verschillend in mineralogie maar mechanisch zeer vergelijkbaar. Voor het grootste deel fungeren ze als één plaat. Hoewel veel mensen verwijzen naar 'aardkorstplaten', is het nauwkeuriger om ze lithosferische platen te noemen.

Het lijkt erop dat de lithosfeer eindigt waar de temperatuur een bepaald niveau bereikt dat ervoor zorgt dat de gemiddelde mantelsteen (peridotiet) te zacht wordt. Maar er zijn veel complicaties en veronderstellingen bij betrokken, en we kunnen alleen zeggen dat de temperatuur ongeveer 600 ° C tot 1200 ° C zou zijn. Veel hangt af van zowel druk als temperatuur, en de rotsen variëren in samenstelling als gevolg van plaat-tektonische menging. Het is waarschijnlijk het beste om geen definitieve grens te verwachten. Onderzoekers specificeren vaak een thermische, mechanische of chemische lithosfeer in hun artikelen.

De oceanische lithosfeer is erg dun in de verspreidingscentra waar het wordt gevormd, maar het wordt dikker met de tijd. Terwijl het afkoelt, bevriest meer hete steen uit de asthenosfeer aan de onderkant. In de loop van ongeveer 10 miljoen jaar wordt de oceanische lithosfeer dichter dan de asthenosfeer eronder. Daarom zijn de meeste oceanische platen klaar voor subductie wanneer dit gebeurt.

De lithosfeer buigen en breken

De krachten die de lithosfeer buigen en breken, komen vooral van de platentektoniek.

Waar platen botsen, zinkt de lithosfeer op één plaat naar beneden in de hete mantel. In dat subductieproces buigt de plaat maar liefst 90 graden naar beneden. Terwijl het buigt en zinkt, barst de onderworpen lithosfeer uitgebreid, wat aardbevingen in de dalende rotsplaat veroorzaakt. In sommige gevallen (zoals in Noord-Californië) kan het ingetogen deel volledig afbreken en wegzakken in de diepe aarde terwijl de platen erboven van oriëntatie veranderen. Zelfs op grote diepten kan de ingetogen lithosfeer miljoenen jaren broos zijn, zolang het relatief koel is.

De continentale lithosfeer kan splitsen, waarbij het onderste deel afbreekt en zinkt. Dit proces wordt delaminatie genoemd. Het ruwe deel van de continentale lithosfeer is altijd minder dicht dan het mantelgedeelte, dat op zijn beurt dichter is dan de asthenosfeer eronder. Zwaartekracht of sleepkrachten uit de asthenosfeer kunnen de korst- en mantellagen uit elkaar trekken. Delaminatie laat de hete mantel stijgen en smelt smelten onder delen van een continent, wat wijdverspreide opwekking en vulkanisme veroorzaakt. Plaatsen als Sierra Nevada in Californië, Oost-Turkije en delen van China worden bestudeerd met delaminatie in gedachten.