Aarde

Wat is de lithosfeer van de Aarde?

De lithosfeer is de laag van de Aarde die we ons thuis noemen.

De lithosfeer is de buitenste laag van de Aarde en bestaat uit de korst en het brosse deel van de bovenste mantel. De term lithosfeer is afkomstig van het Griekse woord “lithos” dat steen betekent en “spaira” dat globe of bol betekent.

De verschillende lagen van de Aarde
By NealeyS at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, Link

De lithosfeer wordt aan de bovenzijde begrenst door de atmosfeer en van onderen door de asthenosfeer. De laag heeft een dikte tot 300 kilometer.

Op de grens tussen lithosfeer en asthenosfeer – wanneer de temperatuur 1200 °C is – krijgen rotsen een stroperig karakter en stromen ze, zij het heel langzaam. De rotsen blijven vast vanwege de hoge druk die wordt veroorzaakt door de kilometers dikke mantel en korst erboven maar ze bewegen wel met een snelheid van 2,5 tot 5 centimeter per jaar. Deze verandering in ductiliteit – het vermogen van een materiaal om onder spanning te vervormen of uit te rekken – markeert de grens tussen de lithosfeer en de asthenosfeer in de bovenste mantel.

De eeuwigdurende “slip ’n side”-beweging van de lithosfeer op de asthenosfeer zorgde ervoor dat deze fragmenteerde in verschillende grote secties die tektonische platen worden genoemd.

Varianten van de lithosfeer

De lithosfeer kan in twee varianten worden verdeeld: oceanisch en continentaal.

De oceanische korst is relatief dun. De oceanische korst bestaat voornamelijk uit basaltgesteente dat rijk is aan silicium en magnesium. Het varieert in dikte van slechts een paar kilometer in oceaanverspreidende centra zoals de Mid-Atlantische Rug tot 100 tot 150 kilometer onder volwassen oceaanbekkens.

De continentale korst daarentegen bestaat voornamelijk uit granietrotsen die rijk zijn aan silicium en aluminium. Deze korst kan een dikte hebben tot 300 kilometer. Continenten liggen hoger dan de oceaanbodem omdat de continentale korst minder dicht is dan de oceanische korst en daarom hoger op de mantel drijft.

De lithosfeer en plaattektoniek

De lithosfeer is verdeeld in secties die bekend staan als tektonische platen. Er zijn zeven grote en acht kleine platen. De Aarde is in dit opzicht uniek, we moeten nog een andere planeet vinden met een lithosfeer die is verdeeld in echte platen.

De asthenosfeer fungeert als een smeermiddel voor de lithosferische platen waardoor ze langs elkaar kunnen glijden, tegen elkaar kunnen botsen en langs elkaar kunnen wrijven. Dit resulteert in geologische gebeurtenissen zoals vulkaanuitbarstingen en aardbevingen.

Platentektoniek is ook verantwoordelijk voor enkele van de meest opvallende landvormen op Aarde, zoals de Himalaya, die zich uitstrekken over 2900 kilometer langs de grens van India en Tibet. De kolossale bergketen ontstond 40 tot 50 miljoen jaar geleden toen de Indiase en de Euraziatische platen met elkaar in botsing kwamen.

Wist je dat?

Beweging langs de breuklijn van San Andreas duwt Los Angeles jaarlijks 4,6 centimeter naar San Francisco toe.

Grote oceanische ruggen zoals de Mid-Atlantische Rug worden gevormd door divergerende platen – wanneer twee tektonische platen van elkaar weg bewegen. Wanneer gesmolten gesteente door de asthenosfeer naar de zeebodem stroomt veroorzaakt het grote uitbarstingen van basalt. Naarmate de platen divergeren ontstaat er een nieuwe oceaanbodem en blijven de platen uit elkaar bewegen. Wanneer een oceanische plaat botst met een “lichtere” plaat zoals een continentale plaat duikt hij eronder in een proces dat subductie wordt genoemd. Tektonische platen zijn waarschijnlijk al heel vroeg in de 4,6 miljard jarige geschiedenis van de Aarde geëvolueerd en spelen sindsdien een slow-motionspel van botsauto’s.

Plaattektoniek. De belangrijkste verschijnselen
Plaattektoniek. De belangrijkste verschijnselen. Door USGS – USGS, Publiek domein, Koppeling

Hoe weten we dat de lithosfeer en de asthenosfeer bestaan?

We weten dat de lithosfeer bestaat omdat  we er wonen en we kunnen de directe effecten van plaattektoniek zien door middel van spectaculaire vulkanen en hoge bergketens. Maar hoe weten we wat er zich onder het oppervlak afspeelt?

Aardbevingen en seismische golven kunnen ons veel vertellen over het binnenste van de Aarde, inclusief waar de lithosfeer en de asthenosfeer zich bevinden.

Tijdens een aardbeving verspreiden primaire (p) en secondaire (S) golven zich door het binnenste van de Aarde. Speciale stations over de hele wereld detecteren deze golven en registreren hun snelheid. Dit vertelt wetenschappers veel over de samenstelling, temperatuur en druk van het materiaal waar de golven doorheen zijn gegaan.

Seismische golven reizen sneller door dicht materiaal zoals vaste rotsen en ze vertragen in vloeistoffen. Op een diepte van ongeveer 100 tot 250 kilometer beginnen seismische golven te vertragen. Dit geeft aan dat ze een gedeeltelijk gesmolten (ongeveer1%) zone zijn binnengegaan. Dit is de asthenosfeer. Rotsen in de seismische lage-snelheidszone, de asthenosfeer, smelten gedeeltelijk als gevolg van de verhoogde temperatuur of de verminderde druk. Een dergelijk gedeeltelijk smelten komt vaker voor op hotspots en plaatgrenzen.

Eerste publicatie: 15 juli 2022
Bron: space.com