Articles

Granica litosfera-astenosfera

Posted on

Warstwę graniczną LAB wyznacza się na podstawie różnic w litosferze i astenosferze, w tym m.in. różnic w wielkości ziaren, składzie chemicznym, właściwościach termicznych, stopniu częściowego stopienia; są to czynniki wpływające na różnice reologiczne w litosferze i astenosferze.

Mechaniczna warstwa graniczna (MBL)

Warstwa graniczna oddziela mechanicznie silną litosferę od słabej astenosfery. Głębokość do LAB może być oszacowana na podstawie ilości ugięć, jakim uległa litosfera w wyniku przyłożonego obciążenia na powierzchni (takiego jak ugięcie od wulkanu). Ugięcie jest jedną z obserwacji wytrzymałości, ale trzęsienia ziemi mogą być również wykorzystywane do określenia granicy pomiędzy „mocnymi” i „słabymi” skałami. Trzęsienia ziemi są przede wszystkim ograniczone do występowania w starej, zimnej litosferze o temperaturze do ~650°C. To kryterium sprawdza się szczególnie dobrze w przypadku skał oceanicznych. Kryterium to sprawdza się szczególnie dobrze w litosferze oceanicznej, gdzie stosunkowo łatwo jest oszacować temperaturę na głębokości na podstawie wieku skał. Przy zastosowaniu tej definicji LAB jest najpłytszy. MBL rzadko jest utożsamiana z litosferą, gdyż w niektórych aktywnych tektonicznie regionach (np. Basin and Range Province) MBL jest cieńsza od skorupy i LAB znajdowałaby się powyżej nieciągłości Mohorovičića.

Termiczna warstwa graniczna (TBL)

Definicja LAB jako termicznej warstwy granicznej (TBL) nie wynika z temperatury, lecz z dominującego mechanizmu transportu ciepła. Litosfera nie jest w stanie wspierać komórek konwekcyjnych, ponieważ jest silna, ale konwekcyjny płaszcz pod nią jest znacznie słabszy. W tych ramach LAB oddziela dwa reżimy transportu ciepła. Jednakże przejście z obszaru, który transportuje ciepło głównie poprzez konwekcję w astenosferze do przewodzącej litosfery nie musi być gwałtowne i zamiast tego obejmuje szeroką strefę mieszanego lub zmiennego w czasie transportu ciepła. Górna część termicznej warstwy granicznej to maksymalna głębokość, na której ciepło jest transportowane wyłącznie przez przewodzenie. Spód TBL to najpłytsza głębokość, na której ciepło jest transportowane wyłącznie przez konwekcję. Na głębokościach wewnętrznych w stosunku do TBL, ciepło jest transportowane przez kombinację zarówno przewodzenia jak i konwekcji.

Reologiczna warstwa graniczna (RBL)Edycja

W LAB występuje reologiczna warstwa graniczna (RBL). Zimniejsze temperatury na płytszych głębokościach Ziemi wpływają na lepkość i wytrzymałość litosfery. Zimniejszy materiał w litosferze stawia opór przepływowi, podczas gdy „cieplejszy” materiał w astenosferze przyczynia się do jej mniejszej lepkości. Wzrost temperatury wraz ze wzrostem głębokości jest znany jako gradient geotermalny i jest stopniowany w obrębie reologicznej warstwy granicznej. W praktyce RBL jest definiowana przez głębokość, na której lepkość skał płaszcza spada poniżej ~ 10 21 P a ⋅ s . {displaystyle 10^{21}Pa s.}

{displaystyle 10^{21}Pa s.}

.

Materiał płaszcza jest jednak płynem nienewtonowskim, tzn. jego lepkość zależy również od szybkości odkształcania. Oznacza to, że LAB może zmieniać swoje położenie w wyniku zmian naprężeń.

Kompozycyjna warstwa graniczna (CBL)

Inna definicja LAB wiąże się z różnicami w składzie płaszcza na głębokości. Płaszcz litosferyczny jest ultramaficki i stracił większość swoich lotnych składników, takich jak woda, wapń i aluminium. Wiedza o tym zubożeniu jest oparta na składzie ksenolitów płaszcza. Głębokość do podstawy CBL może być określona na podstawie ilości forsterytu w próbkach oliwinów wydobytych z płaszcza. Dzieje się tak, ponieważ częściowe stopienie pierwotnego lub astenosferycznego płaszcza pozostawia skład wzbogacony w magnez, a głębokość, na której stężenie magnezu odpowiada stężeniu w pierwotnym płaszczu jest podstawą CBL.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *