Литосфера

Литосфера - это твердая внешняя оболочка Земли. Она состоит из коры (континентальной или океанической) и верхней части мантии. Она непостоянна по составу и отличается от подстилающей астеносферы в нескольких отношениях.

Состав континентальной и океанической литосферы

Во-первых, мы должны отличать океаническую литосферу от континентальной литосферы. Эта дифференциация в основном связана с тем, что континентальные и океанические коры имеют очень разный минералогический состав.

Континентальная кора, представляющая верхнюю часть континентальной литосферы, в основном состоит из кислых магматических пород, таких как граниты. Океаническая кора, представляющая верхнюю часть океанической литосферы, в основном состоит из так называемых основных магматических пород, таких как базальты и габбро.

Однако разделение континентальной и океанической литосфер можно рассматривать и с точки зрения состава верхней мантии. Субконтинентальная литосферная мантия обеднена некоторыми химическими элементами по сравнению с океанической литосферной мантией, состав которой близок к составу ранней мантии.

Температура и толщина литосферы

В отличие от границы Мохо, которая представляет собой границу между корой и мантией и характеризуется существенным различием в минералогическом составе, основание литосферы определяется изотермой с температурой 1300°C. Граница между литосферой и астеносферой (подстилающей мантией) представляет собой не изменение состава, а изменение реологического поведения мантии, происходящее при этой температуре. Считается, что средняя толщина континентальной литосферы составляет около 100 километров, а толщина океанической литосферы - около 70 километров.

Однако эта толщина может значительно варьироваться в разных точках земного шара в зависимости от температуры мантии: в регионах с "холодной" мантией, таких как старые континентальные коры (кратоны), литосфера будет толще, достигая 200 километров, в то время как в районах с "горячей" мантией литосфера может быть чрезвычайно тонкой. На океанических хребтах, например, там, где формируется океанская литосфера, толщина литосферы составляет всего около десяти километров! В науках о Земле температура обычно тесно связана с возрастом, поэтому океаническая литосфера постепенно утолщается по мере охлаждения, перемещаясь от хребта (где он создается) в зоны субдукции или на окраинах континентов. По мере охлаждения и уплотнения океаническая литосфера становится более плотной и имеет тенденцию постепенно опускаться. Таким образом, океанический фундамент глубже в самых старых областях и мельче на уровне хребтов.

Тектоника и литосферные плиты

Если в коллективном бессознательном, тектоника плит обычно суммируется как континенты, плывущие как лодки на мантии, оживленные течениями, то реальность более тонкая. Фактически, вся кора + литосферная мантия движется над астеносферной мантией благодаря реологическим законам, которые управляют механическим поведением горных пород. Эти реологические законы тесно связаны с давлением и температурой. В теории тектоники плит речь идет о жестких литосферных плитах, перемещающихся над астеносферой. Эти движения возможны из-за различия в реологическом поведении между литосферой и астеносферой. В то время как литосфера достаточно жесткая в больших масштабах, астеносфера имеет более вязкое поведение, что позволяет развивать большие конвекционные ячейки.