Zemes litosfēras un asthenosfēras atšķirības

Mūsu pasaule, t.i., Zeme, ir trešā planēta no saules un vienīgā planēta, kas uztur dzīvību. Šo slāni, kas uztur dzīvību uz zemes, sauc par litosfēru. Litosfēru veido garoza un cietākā apvalks. Kamēr asthenosfēra, kas atrodas zem litosfēras, sastāv no mantijas visvājākās augšējās daļas. Pārejot no litosfēras uz asthenosfēru, temperatūra paaugstinās. Šis temperatūras paaugstināšanās, kā arī ārkārtējais spiediens liek iežiem kļūt plastiskiem. Ar laiku šie daļēji izkusušie ieži plūdīs. Iepriekš minētais notikums noteiktā dziļumā un temperatūrā rada asthenosfēras slāni. Šie divi slāņi ir izšķirīgi mehānisko izmaiņu dēļ, kas notiek šajos slāņos, kā arī to ietekmes uz sabiedrību dēļ. Viņu atšķirības un mijiedarbība tiks sīkāk apskatīta nākamajā rakstā.

Vēsture / veidošanās

Litosfēras koncepcija tika sākta 1911. gadā ar A. E. H. Love, un to turpināja attīstīt citi zinātnieki, piemēram, J. Barrell un R. A. Daly [i]. Tā kā astenosfēras koncepcija tika ierosināta vēlākā vēstures posmā, t.i., 1926. gadā, un 1960. gadā to apstiprināja seismiskie viļņi, kas radušies Lielās Čīles zemestrīces rezultātā. Viņi ierosināja gravitācijas anomālijas virs kontinentālās garozas, kur stiprs augšējais slānis peldēja virs vājā apakšējā slāņa, t.i., asthenosfēras. Ar laiku šīs idejas tika paplašinātas. Tomēr koncepcijas pamatā bija spēcīgā litosfēra, kas balstījās uz vājo asthenosfēru [ii].

Uzbūve

Litosfēru veido garoza un augšējā mantija (kas galvenokārt sastāv no peridotīta), kas veido stingru ārējo slāni, kuru sadala ar tektoniskām plāksnēm (lielas akmeņaina materiāla plātnes). Tiek apgalvots, ka šo tektonisko plākšņu kustība (sadursme un bīdīšana garām viena otrai) izraisa ģeoloģiskus notikumus, piemēram, dziļūdens plaisas, vulkānus, lavas plūsmas un kalnu apbūvi. Litosfēru ieskauj atmosfēra virs un astenosfēra zemāk. Lai arī litosfēra tiek uzskatīta par visstingrāko no slāņiem, to arī uzskata par elastīgu. Tomēr tā elastība un elastība ir daudz mazāka nekā asthenosfēra, un tā ir atkarīga no stresa, temperatūras un zemes izliekuma. Šis slānis svārstās no 80 km līdz 250 km dziļumā zem virsmas un tiek uzskatīts par vēsāku vidi nekā tā kaimiņš (asthenosfēra), aptuveni 400 grādi pēc Celsija [iii].

Atšķirībā no litosfēras, domājams, ka asthenosfēra ir daudz karstāka, t.i., no 300 līdz 500 grādiem pēc Celsija. Tas ir saistīts ar to, ka astenosfēra lielākoties ir cieta, un dažos reģionos ir daļēji izkusuši ieži. Kas veicina to, ka asthenosfēru uzskata par viskozu un mehāniski vāju. Tādējādi dabā tas tiek uzskatīts par šķidrāku nekā litosfēra, kas ir tā “augšējā robeža, savukārt” tās apakšējā robeža ir mezosfēra. Astenosfēra var sasniegt 700 km dziļumu zem zemes virsmas. Karsti materiāli, kas veido mezosfēru, sasilda asthenosfēru, izraisot iežu (daļēji šķidruma) kušanu astēnosfērā, ja temperatūra ir pietiekami augsta. Astenosfēras daļēji šķidrie laukumi ļauj tektonisko plākšņu kustībai litosfērā [iv].

Ķīmiskais sastāvs

Litosfēra ir sadalīta divos veidos, proti:

• Okeāna litosfēra - blīvāka okeāna garoza, kuras vidējais blīvums ir 2,9 grami uz kubikcentimetru
• Kontinentālā litosfēra - biezāka garoza, kas stiepjas 200 km zem zemes virsmas, ar vidējo blīvumu 2,7 grami uz kubikcentimetru

Litosfēras ķīmiskais sastāvs satur aptuveni 80 elementus un 2000 minerālus un savienojumus, savukārt astenosfērā esošajam šļakstiem līdzīgais iezis ir izgatavots no dzelzs-magnija silikātiem. Tas ir gandrīz identisks mezosfēras slānim. Okeāna garoza ir tumšāka nekā kontinentālā garoza, jo tajā ir mazāk silīcija dioksīda, kā arī vairāk dzelzs un magnija [v].

Plākšņu tektonika / aktivitāte

Litosfērā ir 15 galvenās tektoniskās plāksnes, proti:

1. ziemeļamerikānis
2. Nazca
3. Skotija
4. Karību jūras reģions
5. Antarktika
6. Eirāzijas
7. Afrikāņu
8. indiānis
9. Austrālietis
10. Klusais okeāns
11. Huans de Fuka
12. Filipīnu
13. Arābu
14. dienvidamerikānis
15. Kokosrieksti

Konvekcija, ko izraisa karstums no zemes apakšējiem slāņiem, virza astenosfēras plūsmu, kas izraisa litosfēras tektonisko plākšņu kustību. Tektoniskā aktivitāte galvenokārt notiek uz minēto plākšņu robežām, kā rezultātā notiek sadursmes, slīdot viena pret otru, pat saplēšoties. Izgatavo zemestrīces, vulkānus, orogenus, kā arī okeāna tranšejas. Aktivitāte astenosfērā zem okeāna garozas rada jaunu garoza. Piespiežot asthenosfēru virsmai, okeāna grēdu vidū. Kad kausētais iezis izspiež, tas atdziest, veidojot jauno garoza. Konvekcijas spēks arī litosfēras plāksnes pie okeāna grēdām pārvietojas viena no otras [vi].

Litosfēras un astenosfēras robeža (LAB)

LAB var atrast starp vēso litosfēru un silto asthenosfēru. Tāpēc apzīmē reoloģisku robežu, t.i., satur tādas reoloģiskas īpašības kā siltumīpašības, ķīmiskais sastāvs, kausējuma pakāpe un graudu lieluma atšķirības. LAB attēlo pāreju no karstās mantenes asthenosfērā uz aukstāku un stingrāku litosfēru virs. Litosfēru raksturo vadoša siltuma pārnese, turpretim asthenosfēra ir robeža ar adventīvo siltuma pārnesi [vii].

Seismiskie viļņi, kas pārvietojas pa LAB, pāri litosfērai pārvietojas ātrāk nekā asthenosfēra. Attiecīgi viļņu ātrums dažās teritorijās tiek samazināts par 5 līdz 10%, no 30 līdz 120 km (okeāna litosfēra). Tas ir saistīts ar atšķirīgo astenosfēras blīvumu un viskozitāti. Robežu (kur seismiskie viļņi palēninās) sauc par Gūtenberga pārtraukumu, kas, domājams, ir savstarpēji saistīts ar LAB to kopīgā dziļuma dēļ. Okeāna litosfērā LAB dziļums var svārstīties no 50 līdz 140 km, izņemot okeāna vidus grēdas, kur tas nav dziļāks par jauno veidojošo garoza. Kontinentālās litosfēras LAB dziļumi rada strīdus, zinātnieki lēš, ka dziļums svārstās no 100 km līdz 250 km. Galu galā kontinentālā litosfēra un LAB dažās vecākās daļās ir biezākas, kā arī dziļākas. Norādot, ka viņu dziļums ir atkarīgs no vecuma [viii].

Litosfēras un asthenosfēras salīdzinājums

Litosfēra	Asthenosfēra
Litosfēras koncepcija tika ierosināta 1911. gadā	Asthenosfēras koncepcija tika ierosināta 1926. gadā
Litosfēru veido garoza un cietākā apvalks	Asthenosfēru veido vājākās mantijas augšējā daļa
Atrodas zem atmosfēras un virs astenosfēras	Tas atrodas zem litosfēras un virs mezosfēras
Fiziskā struktūra sastāv no stingra ārējā slāņa, kuru sadala ar tektoniskām plāksnēm. To uzskata par stingru, trauslu un elastīgu.	Fizikālā struktūra lielākoties ir cieta, un dažos reģionos ir daļēji izkausēti ieži, kuriem piemīt plastiskas īpašības
Raksturots kā elastīgs un mazāk elastīgs	Ir augstāka lokāmības pakāpe nekā litosfērā
Svārstās no 80 km dziļuma un 200 km zem zemes virsmas	Izplatās līdz 700 km dziļumam zem zemes virsmas
Aptuvenā temperatūra - 400 grādi pēc Celsija	Aptuvenā temperatūra svārstās no 300 līdz 500 grādiem pēc Celsija
Tam ir mazāks blīvums nekā asthenosfērai	Asthenosfēra ir blīvāka nekā litosfēra
Ļauj vadīt siltumu	Ļauj veikt advektīvu siltuma pārnesi
Seismiskie viļņi visā litosfērā pārvietojas ar lielāku ātrumu	Seismiskie viļņi asthenosfērā pārvietojas par 5 līdz 10% lēnāk nekā litosfērā
Uz klintīm ir daudz mazāks spiediena spēks	Ieži ir pakļauti milzīgiem spiediena spēkiem
Ķīmiskais sastāvs sastāv no 80 elementiem un aptuveni 2000 minerāliem	Asthenosfēru galvenokārt veido dzelzs-magnija silikāti

Secinājums

Zeme sastāv no 5 fiziskiem slāņiem, proti; litosfēra, asthenosfēra, mezosfēra, ārējais kodols un iekšējais kodols. Šis raksts koncentrējās uz pirmajiem diviem slāņiem un to atšķirībām. Kas veido daļu no ģeoloģijas; zinātne, kas nodarbojas ar zemes struktūru, vēsturi un tās procesiem. Ģeoloģija atvieglo pētījumu veikšanu, kas saistīti ar dažiem humanitāro zinātņu jautājumiem, piemēram, klimata pārmaiņām, dabas katastrofām (cunami, zemestrīces, vulkānu izvirdumi, zemes nogruvumi utt.), Kā arī resursu (ūdens, enerģijas, minerālu) noplicināšanai. Mūsdienu vides problēmu risināšanai ir nepieciešamas zināšanas par mūsu zemes struktūrām un sistēmām. Šī pasaule ir mūsu mājas. Mēs pilnībā esam atkarīgi no zemes, lai izdzīvotu. Tāpēc mums ir tikai loģiski izprast savu vidi, lai veicinātu ilgtspējīgu dzīvi.