Nel campo della geologia, cos'è la litosfera? La litosfera è il fragile strato esterno della Terra solida. I piatti di tettonica a zolle sono segmenti della litosfera. La sua cima è facile da vedere - è sulla superficie terrestre - ma la base della litosfera è in una transizione, che è un'area attiva di ricerca.
Flettere la litosfera
La litosfera non è totalmente rigida, ma leggermente elastica. Si flette quando i carichi vengono posizionati su di esso o rimossi da esso. I ghiacciai dell'era glaciale sono un tipo di carico. Nel Antartide, ad esempio, la spessa calotta di ghiaccio ha spinto la litosfera molto al di sotto del livello del mare oggi. In Canada e Scandinavia, la litosfera è ancora poco rigida dove i ghiacciai si sono sciolti circa 10.000 anni fa. Ecco alcuni altri tipi di caricamento:
- Costruzione di vulcani
- Deposizione di sedimenti
- Aumento del livello del mare
- Formazione di grandi laghi e bacini idrici
Ecco altri esempi di scarico:
- Erosione delle montagne
- Scavo di canyon e vallate
- Prosciugamento di grandi corpi idrici
- Abbassamento del livello del mare
La flessione della litosfera da queste cause è relativamente piccola (di solito molto meno di un chilometro [km]), ma misurabile. Possiamo modellare la litosfera usando una semplice fisica ingegneristica, come se fosse una trave di metallo, e avere un'idea del suo spessore. (Ciò è stato fatto per la prima volta nei primi anni del 1900). Possiamo anche studiare il comportamento delle onde sismiche e posizionare la base della litosfera a profondità in cui queste onde iniziano a rallentare, indicando una roccia più morbida.
Questi modelli suggeriscono che la litosfera varia da meno di 20 chilometri di spessore vicino alle creste oceaniche a circa 50 km nelle vecchie regioni oceaniche. Sotto i continenti, la litosfera è più spessa... da circa 100 a ben 350 km.
Questi stessi studi dimostrano che sotto la litosfera c'è uno strato più caldo e morbido di roccia solida chiamato asenosfera. La roccia dell'astenosfera è viscosa piuttosto che rigida e si deforma lentamente sotto stress, come lo stucco. Pertanto la litosfera può muoversi attraverso o attraverso l'astenosfera sotto le forze della tettonica a zolle. Ciò significa anche che i guasti del terremoto sono crepe che si estendono attraverso la litosfera, ma non oltre.
Struttura litosfera
La litosfera include il Crosta (le rocce dei continenti e il fondo dell'oceano) e la parte più alta del mantello sotto la crosta. Questi due strati sono diversi nella mineralogia ma molto simili meccanicamente. Per la maggior parte, fungono da piatto unico. Sebbene molte persone si riferiscano a "piastre crostali", è più preciso chiamarle piastre litosferiche.
Sembra che la litosfera finisca dove la temperatura raggiunge un certo livello che causa una roccia media del mantello (peridotiti) per diventare troppo morbido. Ma ci sono molte complicazioni e ipotesi coinvolte, e possiamo solo dire che la temperatura sarebbe compresa tra circa 600 C e 1.200 C. Molto dipende dalla pressione e dalla temperatura e le rocce variano nella composizione a causa della miscelazione plettro-tettonica. Probabilmente è meglio non aspettarsi un confine definitivo. I ricercatori spesso specificano una litosfera termica, meccanica o chimica nelle loro carte.
La litosfera oceanica è molto sottile nei centri di diffusione in cui si forma, ma diventa più spessa nel tempo. Mentre si raffredda, più roccia calda dell'astenosfera si congela sulla sua parte inferiore. Nel corso di circa 10 milioni di anni, la litosfera oceanica diventa più densa dell'astenosfera sottostante. Pertanto, la maggior parte delle placche oceaniche sono pronte per la subduzione ogni volta che accade.
Piegare e rompere la litosfera
Le forze che piegano e spezzano la litosfera provengono principalmente dalla tettonica a zolle.
Dove le piastre si scontrano, la litosfera su una piastra affonda nel caldo mantello. In quel processo di subduzione, la piastra si piega verso il basso fino a 90 gradi. Mentre si piega e sprofonda, la litosfera subduttiva si spezza ampiamente, innescando terremoti nella lastra di roccia discendente. In alcuni casi (come nel nord della California) la parte subdotta può rompersi completamente, affondando nella Terra profonda mentre le placche sopra di essa cambiano il loro orientamento. Anche a grandi profondità, la litosfera subdotta può essere fragile per milioni di anni, purché sia relativamente fresca.
La litosfera continentale può dividersi, con la parte inferiore che si spezza e affonda. Questo processo si chiama delaminazione. La parte crostale della litosfera continentale è sempre meno densa della parte del mantello, che a sua volta è più densa dell'astenosfera sottostante. Le forze di gravità o di resistenza dell'astenosfera possono separare gli strati di crosta e mantello. La delaminazione consente al mantello caldo di sollevarsi e di sciogliersi sotto le parti di un continente, causando sollevamento e vulcanismo diffusi. Luoghi come la Sierra Nevada della California, la Turchia orientale e parti della Cina vengono studiati pensando alla delaminazione.