Alles, was Sie über die Lithosphäre wissen müssen

Was ist im Bereich der Geologie die Lithosphäre? Die Lithosphäre ist die spröde äußere Schicht der festen Erde. Die Platten der Plattentektonik sind Segmente der Lithosphäre. Seine Oberseite ist leicht zu sehen - es befindet sich an der Erdoberfläche -, aber die Basis der Lithosphäre befindet sich in einem Übergang, der ein aktives Forschungsgebiet darstellt.

Die Lithosphäre beugen

Die Lithosphäre ist nicht völlig starr, sondern leicht elastisch. Es biegt sich, wenn Lasten darauf abgelegt oder von ihm entfernt werden. Eiszeitgletscher sind eine Ladungsart. In der Antarktis zum Beispiel hat die dicke Eiskappe die Lithosphäre heute weit unter den Meeresspiegel gedrückt. In Kanada und Skandinavien ist die Lithosphäre, wo die Gletscher vor etwa 10.000 Jahren geschmolzen sind, immer noch unflexibel. Hier sind einige andere Arten des Ladens:

• Bau von Vulkanen
• Sedimentablagerung
• Anstieg des Meeresspiegels
• Bildung großer Seen und Stauseen

Hier sind andere Beispiele für das Entladen:

• Erosion der Berge
• Ausgrabung von Canyons und Tälern
• Austrocknung großer Gewässer
• Senkung des Meeresspiegels

Die Durchbiegung der Lithosphäre aus diesen Gründen ist relativ gering (in der Regel viel weniger als ein Kilometer [km]), aber messbar. Wir können die Lithosphäre mithilfe einfacher technischer Physik modellieren, als wäre es ein Metallstrahl, und uns eine Vorstellung von ihrer Dicke machen. (Dies wurde zum ersten Mal in den frühen 1900er Jahren gemacht.) Wir können auch das Verhalten von seismischen Wellen untersuchen und die Basis der Lithosphäre in Tiefen platzieren, in denen sich diese Wellen zu verlangsamen beginnen, was auf weicheres Gestein hindeutet.

Diese Modelle legen nahe, dass die Lithosphäre in der Nähe der mittelozeanischen Kämme eine Dicke von weniger als 20 Kilometern bis zu etwa 50 Kilometern in alten ozeanischen Regionen aufweist. Unter den Kontinenten ist die Lithosphäre dicker… von etwa 100 bis zu 350 km.

Dieselben Studien zeigen, dass sich unter der Lithosphäre eine heißere, weichere Schicht aus festem Gestein befindet, die als Asthenosphäre bezeichnet wird. Das Gestein der Asthenosphäre ist eher viskos als starr und verformt sich unter Belastung langsam wie Kitt. Daher kann sich die Lithosphäre unter den Kräften der Plattentektonik über oder durch die Asthenosphäre bewegen. Dies bedeutet auch, dass Erdbebenfehler Risse sind, die sich durch die Lithosphäre erstrecken, jedoch nicht darüber hinaus. 

Lithosphärenstruktur

Die Lithosphäre umfasst die Kruste (die Felsen der Kontinente und den Meeresboden) und den obersten Teil des Mantels unter der Kruste. Diese beiden Schichten unterscheiden sich in der Mineralogie, sind sich aber mechanisch sehr ähnlich. Zum größten Teil wirken sie als eine Platte. Obwohl sich viele Leute auf "Krustenplatten" beziehen, ist es genauer, sie als lithosphärische Platten zu bezeichnen.

Es scheint, dass die Lithosphäre dort endet, wo die Temperatur ein bestimmtes Niveau erreicht, wodurch das durchschnittliche Mantelgestein (Peridotit) zu weich wird. Es gibt jedoch viele Komplikationen und Vermutungen, und wir können nur sagen, dass die Temperatur zwischen 600 ° C und 1.200 ° C liegen würde. Viel hängt vom Druck und der Temperatur ab, und die Zusammensetzung der Gesteine ​​variiert aufgrund der plattentektonischen Vermischung. Es ist wahrscheinlich am besten, keine endgültige Grenze zu erwarten. Forscher geben in ihren Arbeiten häufig eine thermische, mechanische oder chemische Lithosphäre an.

Die ozeanische Lithosphäre ist an den Ausbreitungszentren, an denen sie sich bildet, sehr dünn, wächst jedoch mit der Zeit dicker. Wenn es abkühlt, gefriert mehr heißes Gestein aus der Asthenosphäre auf seiner Unterseite. Im Laufe von etwa 10 Millionen Jahren wird die ozeanische Lithosphäre dichter als die darunter liegende Asthenosphäre. Daher sind die meisten ozeanischen Platten jederzeit zur Subduktion bereit.

Biegen und Brechen der Lithosphäre

Die Kräfte, die die Lithosphäre biegen und brechen, stammen hauptsächlich aus der Plattentektonik.

Wo Platten kollidieren, sinkt die Lithosphäre auf einer Platte in den heißen Mantel. Bei diesem Subduktionsprozess biegt sich die Platte um bis zu 90 Grad nach unten. Beim Biegen und Sinken reißt die subkutane Lithosphäre stark und löst Erdbeben in der absteigenden Felsplatte aus. In einigen Fällen (wie in Nordkalifornien) kann der subduzierte Teil vollständig abbrechen und in die tiefe Erde sinken, wenn die Platten darüber ihre Ausrichtung ändern. Selbst in großen Tiefen kann die subkutane Lithosphäre Millionen von Jahren lang spröde sein, solange sie relativ kühl ist.

Die kontinentale Lithosphäre kann sich spalten, wobei der untere Teil abbricht und sinkt. Diesen Vorgang nennt man Delamination. Der krustale Teil der kontinentalen Lithosphäre ist immer weniger dicht als der Mantelteil, der wiederum dichter ist als die darunter liegende Asthenosphäre. Schwerkraft oder Widerstandskräfte aus der Asthenosphäre können die Krusten- und Mantelschichten auseinander ziehen. Durch die Delaminierung steigt der heiße Mantel auf und schmilzt unter Teilen eines Kontinents. Dies führt zu einer weit verbreiteten Erhebung und Vulkanismus. Orte wie die kalifornische Sierra Nevada, die Osttürkei und Teile Chinas werden im Hinblick auf Delamination untersucht.