Відмінності між літосферою Землі та астеносферою Землі

Наш Світ, тобто Земля - ​​третя планета від сонця і єдина планета, яка, як відомо, підтримує життя. Цей шар, який підтримує життя на землі, називається літосферою. Літосфера складається з кори і верхньої найбільш твердої мантії. У той час як астеносфера, що лежить під літосферою, складається з верхньої, найслабшої частини мантії. По мірі переходу від літосфери до астеносфери температура збільшується. Це підвищення температури, а також надзвичайний тиск призводять до того, що гірські породи стають пластичними. З часом ці напіврозплавлені породи будуть текти. Вищезгадане виникнення, на певній глибині та температурі, викликає шар астеносфери. Ці два шари мають вирішальне значення через механічні зміни, що відбуваються всередині цих шарів, а також їх вплив на суспільство. Їх відмінності та взаємодії будуть розглянуті далі в наступній статті.

Історія / Становлення

Концепція літосфери розпочалася в 1911 р. А. Е. Х. Лавсом і була надалі розроблена іншими вченими, такими як Дж. Баррелл та Р. А. Далі [i]. Тоді як концепція астеносфери була запропонована на більш пізньому етапі історії, тобто в 1926 році, і була підтверджена в 1960 році сейсмічними хвилями внаслідок великого чилійського землетрусу. Вони запропонували гравітаційні аномалії над континентальною земною корою, де сильний верхній шар плавав над слабким нижнім шаром, тобто астеносферою. Із часом ці ідеї розширювалися. Однак в основі цієї концепції лежала сильна літосфера, яка спиралася на слабку астеносферу [ii].

Будова

Літосфера складається з кори і верхньої мантії (що складається здебільшого з перидотиту), яка складає жорсткий зовнішній шар, розділений тектонічними плитами (великими плитами скельного матеріалу). Кажуть, що рух (зіткнення та ковзання повз один одного) цих тектонічних плит викликає геологічні події, такі як глибоководні рифти, вулкани, потоки лави та гірські споруди. Літосфера оточена атмосферою вгорі і астеносферою внизу. Хоча літосфера вважається найбільш жорсткою із шарів, вона також вважається еластичною. Однак її еластичність та пластичність набагато менша, ніж астеносфера, і залежить від напруги, температури та кривизни Землі. Цей шар знаходиться в глибині від 80 км до 250 км нижче поверхні і вважається більш прохолодним середовищем, ніж його сусід (астеносфера), приблизно в 400 градусів за Цельсієм [iii].

На відміну від літосфери, астеносфера вважається набагато гарячішою, тобто від 300 до 500 градусів Цельсія. Це пов’язано з тим, що астеносфера в основному є твердою з деякими областями, що містять частково розплавлену породу. Це сприяє тому, що астеносфера вважається в'язкою та механічно слабкою. Таким чином, він вважається більш рідким у природі, ніж літосфера, яка є його "верхньою межею", тоді як нижня межа - мезосфера. Астеносфера може поширюватися на глибину 700 км нижче земної поверхні. Гарячі матеріали, що входять до складу мезосфери, нагрівають астеносферу, викликаючи плавлення гірських порід (напіврідкої рідини) в астеносфері, за умови, що температура досить висока. Напівмісткі ділянки астеносфери дозволяють переміщати тектонічні плити в літосфері [iv].

Хімічний склад

Літосфера поділяється на два типи, а саме:

• Океанічна літосфера - більш щільна океанічна кора, середня щільність - 2,9 грама на кубічний сантиметр
• Континентальна літосфера - більш товста кора, яка простягається на 200 км нижче поверхні землі, із середньою щільністю 2,7 грама на кубічний сантиметр

Хімічний склад літосфери містить приблизно 80 елементів та 2000 мінералів та сполук, а сльозоподібна порода в астеносфері складається з силікатів заліза-магнію. Це майже ідентично мезосферному шару. Океанська кора темніше континентальної кори за рахунок менше кремнезему та більше заліза та магнію [v].

Тектоніка плити / активність

Літосфера містить 15 основних тектонічних плит, а саме:

1. північно-американський
2. Наска
3. Шотландія
4. Карибський басейн
5. Антарктика
6. Євразійський
7. Африканський
8. Індійська
9. Австралійський
10. Тихоокеанський
11. Хуан де Фука
12. Філіппінська
13. Аравійська
14. Південноамериканська
15. Кокос

Конвекція, викликана теплом нижніх шарів землі, змушує астеносферний потік, який змушує тектонічні плити в літосфері починати рухатися. Тектонічна активність відбувається здебільшого на межах зазначених плит, внаслідок чого виникають зіткнення, ковзання одна проти одної, навіть розривання. Виробляють землетруси, вулкани, орогенії, а також океанські окопи. Активність в астеносфері під океанічною корою створює нові кори. Шляхом витіснення астеносфери на поверхню, на хребти середнього океану. Коли розплавлений камінь видавлюється, він охолоджується, утворюючи нову кору. Сила конвекції також призводить до того, що літосферні плити на океанських хребтах розсуваються [vi].

Літосфера - межа естеносфери (LAB)

LAB можна знайти між прохолодною літосферою та теплою астеносферою. Отже, являє собою реологічну межу, тобто містить реологічні властивості, такі як теплові властивості, хімічний склад, ступінь розплаву та різниця у розмірах зерна. LAB зображує перехід від гарячої мантії в астеносфері до більш холодної та жорсткої літосфери. Для літосфери характерний провідний теплообмін, тоді як астеносфера - межа з адвективним теплопередачею [vii].

Сейсмічні хвилі, що рухаються через ЛАБ, рухаються швидше через літосферу, ніж астеносфера. Відповідно, швидкість хвилі в деяких районах знижується на 5-10%, 30 - 120 км (океанічна літосфера). Це пов’язано з різною щільністю та в'язкістю астеносфери. Межа (де сповільнюються сейсмічні хвилі) відома як розрив Гутенберга, який, як вважають, взаємопов'язаний з LAB, через їх загальну глибину. В океанічній літосфері глибина ЛАБ може становити від 50 до 140 км, за винятком середньо-океанічних хребтів, де вона не глибша, ніж нова кора, що утворюється. Континентальна глибина LAB літосфери є джерелом суперечок, вчені оцінюють глибину від 100 до 250 км. Зрештою, континентальна літосфера та LAB в деяких старих районах є товщими, а також глибшими. Припускаючи, що їх глибина залежить від віку [viii].

Порівняння літосфери та астеносфери

Літосфера	Астеносфера
Концепція літосфери була запропонована в 1911 році	Концепція астеносфери була запропонована в 1926 році
Літосфера складається з кори і верхньої найбільш твердої мантії	Астеносфера складається з найвищої верхньої частини мантії
Лежить під атмосферою і над астеносферою	Лежить під літосферою і над мезосферою
Фізична структура складається з жорсткого зовнішнього шару, який розділений тектонічними плитами. Це вважається жорстким, крихким та еластичним.	Фізична структура здебільшого суцільна з деякими областями, що містять частково розплавлену породу, яка проявляє пластичні властивості
Характеризується як еластичний і менш пластичний	Має більш високий ступінь пластичності, ніж літосфера
Далеко від глибини 80 км і 200 км нижче поверхні землі	Простягається на глибину 700 км нижче земної поверхні
Орієнтовна температура 400 градусів Цельсія	Приблизна температура в межах від 300 до 500 градусів Цельсія
Має меншу щільність, ніж астеносфера	Астеносфера щільніша, ніж літосфера
Дозволяє проводити тепловіддачу	Дозволяє адвективний тепловіддача
Сейсмічні хвилі рухаються з більшою швидкістю по літосфері	Сейсмічні хвилі рухаються на 5-10% повільніше в астеносфері, ніж у літосфері
Скелі знаходяться під значно меншими силами тиску	Скелі знаходяться під величезними силами тиску
Хімічний склад складається з 80 елементів і приблизно 2000 мінералів	В основному астеносфера складається із силікатів заліза та магнію

Висновок

Земля складається з 5 фізичних шарів, а саме; літосфера, астеносфера, мезосфера, зовнішнє ядро ​​та внутрішнє ядро. Ця стаття зосередилась на перших двох шарах та їх відмінностях. Яка є частиною Геологія; наука, яка займається будовою землі, історією та її процесами. Геологія сприяє вивченню деяких грандіозних питань гуманітарних наук, таких як зміна клімату, стихійні лиха (цунамі, землетруси, виверження вулканів, зсуви тощо), а також виснаження ресурсів (води, енергії, корисних копалин). Рішення наших сучасних екологічних проблем вимагають знання наших земних структур та систем. Цей світ - наш дім. Ми повністю покладаємось на землю для свого виживання. Тому для нас цілком логічно зрозуміти наше середовище, щоб сприяти сталому життю.