Астеносфера и литосфера составляют внешние концентрические слои Земли: первая охватывает большую часть верхней мантии, а литосфера включает верхнюю мантию и вышележащую кору, сваренные вместе в виде тектонических плит. Хотя люди, естественно, ограничены в своей способности исследовать верхнюю мантию, застрявшую в той узкой внешней коре планеты, поведение сейсмических волн и другие доказательства выявили фундаментальные различия в физических свойствах астеносферы и литосферы. Эти различия помогают объяснить движение и расположение океанических бассейнов и континентов.

Слои Земли

Прежде чем углубиться в астеносферу и литосферу, давайте разберем основную анатомию планеты. Представьте Землю как большой большой синий круглый фрукт. Четыре основных слоя составляют этот планетарный плод. Там самый центр; внутреннее ядро, представляющее собой твердую массу железа и никеля шириной около 900 миль. За этим находится внешнее ядро, также с преобладанием железа, но - в отличие от внутреннего ядра, которое оно окружает - расплавленное (или жидкое). Мантия, самый обширный слой планеты, лежит над внешним ядром; Толщина мантии в среднем составляет около 1800 миль. Скользящая по мантии оболочка «плода» - это сравнительно тонкая кора, которая охватывает все на поверхности Земли - от глубин океана до высоких гор - но на ее долю приходится менее 1 процента объема планеты.

Астеносфера

Геологи делят мантию Земли на несколько подслоев, самым глубоким из которых является мезосфера, основание которой ограничивает внешнее ядро; мезосфера, которую вы можете рассматривать как нижнюю мантию, вероятно, жесткая. Астеносфера (наконец-то!) Лежит над мезосферой в верхней мантии, простираясь на глубину от 62 до 410 миль. Скала астеносферы - в основном перидотит - в основном твердая, но поскольку она находится под таким высоким давлением, она течет, как смола в пластической (или пластичной) форме, со скоростью, вероятно, дюйм или два в год. (Эта механическая слабость объясняет эту зону названия мантии: астеносфера означает «слабый слой».) Конвективные потоки волнуют астеносферу; горячие, менее плотные жилые помещения, переносящие тепло изнутри к поверхности, уравновешенной прохладными (и, следовательно, более плотными) жилыми помещениями.

Литосфера

Литосфера охватывает самую верхнюю часть мантии над астеносферой, а также вышележащую кору. По сравнению с горячей, текучей астеносферой внизу литосфера холодная и жесткая, и вместо одной непрерывной «кожуры» она разбивается на мозаику литосферных (или тектонических) плит.

Вы можете разделить земную кость литосферы на две разновидности. Океаническая кора относительно тонкая и плотная, преобладают базальтовые породы, богатые кремнеземом и магнием. Континентальная кора легче и толще, состоит из гранитных пород, в которых преобладают кремнезем и алюминий. Корка простирается примерно на 2-6 миль ниже океанических бассейнов и на 50 миль ниже основных горных поясов на континенте, прежде чем перейти к перидотиту, обогащенному железом и магнием, в верхней мантии. Эта граница между коровыми и мантийными породами названа в честь ученого (на самом деле метеоролога), который помог обнаружить ее: она называется разрывом Мохоровича, часто (к счастью) сокращенным до Мохо.

В то время как тепло быстро распространяется в астеносфере за счет конвекции, более холодная, жесткая порода литосферы передает тепло гораздо медленнее благодаря проводимости.

Тектоника плит

Астеносфера и физические свойства литосферы помогают установить фундаментальные силы, которые движут и формируют элементы, составляющие поверхность Земли, описанные в теории тектоники плит. Горячая текучая астеносфера, которая остается горячей и текучей из-за конвекции тепла от внутренних частей Земли, обеспечивает смазочный слой, по которому могут скользить жесткие пластины литосферы. Магма поднимается из астеносферы на поверхность в середине океанических хребтов, где тектонические плиты расходятся, образуя новую базальтовую океаническую кору. Эта свежая кора распространяется с обеих сторон, охлаждается и становится более плотной по мере удаления от середины океанского хребта. Там, где океаническая плита сталкивается с менее плотной плитой - которая может быть более молодой океанической корой или континентальной корой, всегда более легкой, чем океаническая, - она ​​погружается под нее или подвергается субдуктам и по существу возвращается в мантию. В то время как ученые-геологи продолжают дискутировать о первичной силе, приводящей движение плит в движение, преобладающая теория предполагает, что это происходит от субдуцирующей плиты океанской коры, которая тянет за собой остальную часть плиты.