Litosfer bumi

Di Bumi, termasuk litosfer kerak bumi dan mantel teratas, yang merupakan keras dan kaku lapisan luar bumi. Litosfer adalah astenosfer underlain oleh, semakin lemah, panas, dan lebih dalam bagian dari mantel atas. Batas antara litosfer dan astenosfer yang mendasari ditentukan oleh perbedaan sebagai respons terhadap stres: litosfer tetap kaku untuk periode lama waktu geologi di mana deformasi elastis dan melalui kegagalan rapuh, sedangkan astenosfer deformasi viscously dan menampung ketegangan melalui plastik deformasi. Litosfer dibagi menjadi lempeng tektonik.

Konsep litosfer bumi kuat sebagai lapisan luar dikembangkan oleh Barrell, yang menulis serangkaian makalah memperkenalkan konsep. Konsep ini didasarkan pada adanya anomali gravitasi yang signifikan atas kerak benua, dari mana ia menyimpulkan bahwa harus ada yang kuat ada lapisan atas (yang ia disebut litosfer) di atas lapisan yang lebih lemah yang dapat mengalir (yang ia disebut astenosfer). Ide-ide ini diperluas oleh Daly (1940), dan telah diterima secara luas oleh ahli geologi dan Geophysicists. Meskipun ide-ide tentang litosfer dan astenosfer dikembangkan jauh sebelum teori lempeng tektonik diartikulasikan dalam tahun 1960-an, konsep-konsep yang ada litosfer kuat dan bahwa ini lemah berpijak pada astenosfer sangat penting untuk teori itu.

Litosfer menyediakan konduktif convecting tutup di atas mantel; karena itu, ia akan mempengaruhi panas transportasi melalui Bumi.

Ada dua jenis litosfer :

• Oceanic litosfer, yang dikaitkan dengan kerak Kelautan dan ada di laut baskom
• Continental litosfer, yang dikaitkan dengan kerak Benua

Ketebalan litosfer dianggap kedalaman ke isoterm yang berkaitan dengan transisi antara rapuh dan perilaku kental. Temperatur di mana olivin mulai cacad viscously (~ 1000 ° C) sering digunakan untuk mengatur isoterm ini karena umumnya olivin mineral yang paling lemah di mantel atas. Litosfer samudra biasanya sekitar 50-100 km tebal (tapi di bawah mid-ocean ridges adalah tidak lebih tebal daripada kerak bumi), sedangkan benua litosfer memiliki ketebalan berkisar dari sekitar 40 km ke mungkin 200 km; di atas ~ 30 sampai ~ 50 km dari tipikal litosfer adalah kerak benua. Mantel bagian dari litosfer terdiri sebagian besar dari peridotite. Kerak dibedakan dari mantel atas oleh perubahan komposisi kimia yang terjadi pada diskontinuitas Moho.

Kelautan litosfer

Kelautan litosfer mafic sebagian besar terdiri dari kerak dan mantel ultramafic (peridotite) dan lebih padat daripada benua litosfer, mantel yang dikaitkan dengan felsic kerak terbuat dari batu. Kelautan litosfer mengental seperti usia dan bergerak menjauh dari mid-ocean ridge. Penebalan ini terjadi oleh konduktif pendinginan, yang mengubah panas menjadi litosferik mantel astenosfer, dan menyebabkan litosfer samudra menjadi semakin tebal dan padat dengan usia. Ketebalan mantel bagian dari litosfer samudra dapat diperkirakan sebagai lapisan batas termal yang mengental sebagai akar kuadrat waktu.

Di sini, h adalah ketebalan mantel litosfer samudra, κ adalah konduktivitas termal (sekitar 10-6 m2 / s), dan t adalah waktu.

Litosfer kelautan kurang padat daripada astenosfer selama beberapa puluhan juta tahun, tapi setelah ini menjadi semakin padat dibandingkan astenosfer. Hal ini karena kimia yang membedakan kerak samudra lebih ringan dibandingkan astenosfer, tetapi karena kontraksi termal, litosfer mantel lebih padat daripada astenosfer. Ketidakstabilan gravitasi litosfer samudra matang memiliki efek yang pada zona subduksi, litosfer samudera selalu tenggelam di bawah override litosfer, yang dapat samudra atau benua. Litosfer kelautan baru terus-menerus diproduksi pada mid-ocean ridge dan didaur ulang kembali ke mantel di zona subduksi. Akibatnya, litosfer samudera jauh lebih muda dari benua litosfer: litosfer samudra yang tertua adalah sekitar 170 juta tahun, sementara bagian-bagian dari litosfer kontinen yang miliaran tahun. Bagian tertua dari litosfer kontinen mendasari cratons, dan litosfer mantel ada lebih tebal dan kurang padat daripada biasa; kepadatan yang relatif rendah mantel seperti "akar cratons" membantu untuk menstabilkan daerah ini.

 
Subducted litosfer

Geofisika studi pada awal abad ke-21 mengandaikan bahwa potongan-potongan besar litosfer telah subducted ke dalam mantel sedalam 2900 km ke dekat perbatasan inti-mantel, sementara yang lain "mengambang" di mantel atas, sementara beberapa tongkat ke dalam mantel sejauh 400 km tapi tetap "melekat" ke daratan piring di atas, mirip dengan sejauh mana "tectosphere" diusulkan oleh Jordan pada tahun 1988.

Mantel Xenoliths

Geoscientists dapat langsung mempelajari sifat subcontinental mantel mantel dengan memeriksa xenoliths dibesarkan di gunung berapi lainnya kimberlite dan pipa. Sejarah xenoliths ini telah diselidiki oleh banyak metode, termasuk analisis kelimpahan isotop osmium dan rhenium. Studi semacam itu telah mengkonfirmasi bahwa mantel lithospheres di bawah ini beberapa cratons telah berlangsung selama periode lebih dari 3 milyar tahun, meskipun aliran mantel lempeng tektonik yang menyertai.

Referensi

1.    Skinner, BJ & Porter, SC: Fisik Geologi, halaman 17, Bab. Bumi: Inside dan Out, 1987, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-05668-5

2.    Barrell, J. 1914 Kekuatan kerak bumi. Journal of Geology.22, 425-433.

3.    Barrell, J. 1914 Kekuatan kerak bumi. Journal of Geology 22, 441-468.

4.    Barrell, J. 1914 Kekuatan kerak bumi. Journal of Geology 22, 655-683.

5.    Daly, R. 1940 Kekuatan dan struktur Bumi. New York: Prentice-Hall.

6.    Parsons, B. dan McKenzie, D. 1978. Mantel Konveksi dan struktur termal piring. Journal of Geophysical Research.

7.    Yordania, TH 1978 Komposisi dan pengembangan tectosphere kontinental. Nature 274, 544-548.

8.    O'Reilly, Suzanne Y. et al. (2009) "benua Ultradeep akar dan sisa-sisa kelautan: Sebuah solusi untuk geokimia" mantel reservoir "masalah?" LITHOS DOI: 10.1016/j.lithos.2009.04.028

9.    Burke, K. dan Torsvik, TH (2004) "Penurunan Besar Provinsi Batuan beku selama 200 juta tahun dari heterogeneities jangka panjang di dalam mantel bumi dan Planetary Science Letters 227: pp. 531-538