Астеносфера

Од Википедија — слободната енциклопедија
Астеносферата прикажана на субдукциската граница.

Астеносфера (од старогрчки: ἀσθενός, астенос - „бессилен“) — механички слаб[1] слој на горниот плашт на Земјата. Лежи под литосферата, на 80 до 200 км под површината, и достигнува длабочина сè до 700 км. Сепак, долната граница на астеносферата не е добро определена.

Астеносферата е речиси цврста, но малото топење (помалку од 0,1 % од карпата) придонесува кон нејзината механичка слабост. Поголемо декомпресиско топење на астеносферата се одвива кога таа се издига нагоре, и ова е најважниот извор на магма на Земјата. Тоа е извор на средноокеанскогребенски базалт и некои магми избувнати над субдукциски подрачја или во подрачја на континентално цепење.

Особености[уреди | уреди извор]

Астеносферата во однос на другите слоеви на Земјата.

Астеносферата е дел од горниот плашт, веднаш под литосферата од која зависат тектонски движења на плочите и изостатичните прилагодувања. Сочинета е од перидотит, карпа која претежно ги содржи минералите оливин и пироксен.[2] За границата помеѓу литосферата и астеносферата обичајно се зема изотермата 1.300 °C. Под оваа температура (поблиску до површината) плаштот е крут; над таа температура (подлабоко) таа се одликува со ковливост.[3] Астеносферата е местото кајшто плаштовата карпа е најблиску до својата точка на топење, и тука има мало количество на стопен материјал.[4]

Сеизмичките бранови минуваат релативно бавно низ астеносферата[5] во споредба со литосферниот плашт над неа. Затоа, таа се нарекува „малобрзински слој“ (МБС), иако двете не се сосема исти;[6][7] долната граница на МБС лежи на длабочина од 180 до 220 км,[8] а основата на астеносферата е на длабочина од околу 700 км.[9] МБС исто така се одликува со големо сеизмичко ослабување (сеизмичките бранови губат енергија низ астеносферата) и значителна анизотропија (смолкнувачките бранови поларизирани вертикално имаат помала брзина отколку истите поларизирани хоризонтално).[10] Откривањето на МБС ги навело сеизмолозите на постоењето на астеносферата и дало извесни сознанија за нејзините физички својства со оглед на тоа што брзината на сеизмичките бранови се намалува со зголемувањето на крутоста. Брзинското намалување на сеизмичките бранови од литосферата во астеносферата може да е последица од присуството на многу мал удел на топеница во астеносферата, но бидејќи астеносферата пренесува смолкнувачки бранови, таа не може целосно да се стопи.[4]

Во океанскиот плашт, преминот од литосферата во астеносферата (ГЛА) е поплиток одколку во континенталниот плашт (околу 60 км во некои стари океански подрачја) со стрмен и значаен пад на брзината (5–10 %).[11] Во средноокеанските гребени, ГЛА се издига на неколку километри од океанското тло.

Се смета дека горниот дел на астеносферата е слој во кој се движат големите крути и кршливи литосферни плочи на Земјината кора. Поради температурата и притисокот во астеносферата, карпата станува ковлива, движејќи се со стапка на изобличување која се изразува во сантиметри годишно низ линерниа растојанија кои со време достигнуваат илјадници километри. Така, таа тече како струја, зрачејќи топлина од Земјината внатрешност нанадвор. Над астеносферата, при иста стапка на изобличување, карпата има еластично поведение и, бидејќи е кршлива, може да се прекрши и да предизвика раседи. Се смета дека крутата литосфера „плива“ или се движи по бавнотечната астеносфера, овозможувајќи ги изостатичната рамнотежа[12] и движењата на тектонските плочи.[13][14]

Граници[уреди | уреди извор]

Астеносферата се протега од горна граница на 80-200 км под површината[15][7] до долната граница на длабочина од околу 700 км.[9]

Граница литосфера-астеносфера[уреди | уреди извор]

Границата литосфера-астеносфера (ГЛА) е релативно реска и се совпаѓа со почетокот на делумно топење или промена во составот или анизотропијата.[16] Различни дефиниции за границата одразуваат разни аспекти од граничното подрачје. Покрај механичката граница определена од сеизмички податоци, што го одразува преодот од крутата литосфера во ковлива астеносфера, тука спаѓаат топлинскиот граничен слој, над кој топлината преоѓа со топлински пренос и под која топлинскиот пренос е претежно струен; реолошка граница, каде вискозноста се спушта под 1021 Pa-s; и хемиски граничен слој, над кој плашовата карпа е осиромашена и испарливите супстанции се збогатени со магнезиум во споредба со карпата подолу.[17]

Долна граница на астеносферата[уреди | уреди извор]

Долната граница на астеносферата е послабо определена, но се знае дека е врз основата на горниот плашт.[18] Оваа граница не е сеизмички остра, ниту пак добро проучена[9] туку приближно се совпаѓа со сложениот дискотинуитет голем 670 км.[19] Овој дисконтинуитет начелно се поврзува со преодот од плашовата карпа која содржи рингвудит со плаштовата карпа што содржи бриџманит и периклас.[20]

Потекло[уреди | уреди извор]

Механичките својства на астеносферата се должат на делумното топење на карпата.[4] Веројатно е дека ширум астеносферата е присутно мало количество топеница, каде се стабилизира со примеси од испраливи супстанции (вода и јаглерод диоксид) присутни во плаштовата карпа.[2] Меѓутоа, веројатното количество на топеница, не повеќе од 0,1 % од карпата, не е доволно за наполно да го образложи постоењето на астеносферата. Топеницата е недоволна сама по себе за да ги објасни механичките својства поради недоволната намокреност на зрновите граници. Острата граница литосфера-астеносфера исто така тешко се образложува само со со делумното топење.[10] Можно е топеницата да се насобира врз астеносферата, каде таа е заробена од непробојната непропустливата карпа на литосферата.[2] Друго објаснување е дека астеносферата е подрачје на минимална растворливост на водата во плаштовите минерали, така што има повеќе вода, создавајќи поголеми количества на топеница.[21] Друг можен механизам одговорен за механичката слабост е пролизгувањето на зрновите граници, каде зрната малку пролизгуваат едно до друго под напрегање, подмачкани од присутните примеси на испарливи супстанции.[10]

Создавање на магма[уреди | уреди извор]

Декомпресиското топење при издигањето на астеносферската карпа кон површината е најважен извор на магма. Највеќето магма избива во средноокеански гребени образувајќи го карактеристичниот средноокеанскогребенски базалт на океанската кора.[22][23][24] Магма се создава и со декомпресиско топење на астеносферат над субдукцискиото подрачје[25] и во подрачја на континентално цепење.[26][27]

Декомпресиското топење на издигачката астеносфера веројатно почнува на длабочина од 100 до 150 км каде мали количества на испарливи материи во плаштовата карпа (околу 100 милионитини вода и 60 милионитини јаглерод диоксид) го потпомагаат топењето на не повеќе од 0,1 % од карпата. На длабочина од 70 км се достигнуваат услови на суво топење, и со тоа топењето значајно се зголемува. Ова ја обезводнува преостанатата цврста карпа и веројатно е причинител на хемиски осиромашената литосфера.[2][10]

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. ↑ Barrel, J. (1914). „The strength of the crust, Part VI. Relations of isostatic movements to a sphere of weakness – the asthenosphere“. The Journal of Geology. 22 (7): 655–83. Bibcode:1914JG.....22..655B. doi:10.1086/622181. JSTOR 30060774. S2CID 224832862.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Hirschmann 2010.
  3. ↑ Self, Steve; Rampino, Mike (2012). „The Crust and Lithosphere“. Geological Society of London. Посетено на 27 јануари 2013.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Kearey, Klepeis & Vine 2009, стр. 49.
  5. ↑ Forsyth, Donald W. (1975). „The early structural evolution and anisotropy of the oceanic upper mantle“. Geophysical Journal International. 43 (1): 103–162. Bibcode:1975GeoJ...43..103F. doi:10.1111/j.1365-246X.1975.tb00630.x.
  6. ↑ Kearey, P., уред. (1993). The Encyclopedia of the Solid Earth Sciences. Oxford: Blackwell Science. ISBN 978-1-4443-1388-8. OCLC 655917296.
  7. ↑ 7,0 7,1 Eppelbaum, Lev V.; Kutasov, I. M.; Pilchin, Arkady (2013). Applied Geothermics. Berlin. ISBN 978-3-642-34023-9. OCLC 879327163.
  8. ↑ Condie, Kent C. (1997). Plate Tectonics and Crustal Evolution. Butterworth-Heinemann. стр. 123. ISBN 978-0-7506-3386-4. Посетено на 21 мај 2010.
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Kearey, Klepeis & Vine 2009, стр. 51.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 Karato 2012.
  11. ↑ Rychert, Catherine A.; Shearer, Peter M. (2011). „Imaging the lithosphere-asthenosphere boundary beneath the Pacific using SS waveform modeling“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 116 (B7): B07307. Bibcode:2011JGRB..116.7307R. doi:10.1029/2010JB008070.
  12. ↑ Kearey, Klepeis & Vine 2009, стр. 48–49.
  13. ↑ Hendrix, Mark; Thompson, Graham R.; Turk, Jonathan (2015). Earth (2. изд.). Stamford, CT. ISBN 978-1-285-44226-6. OCLC 864788835.
  14. ↑ Garrison, Tom; Ellis, Robert (2017). Essentials of Oceanography (8. изд.). Pacific Grove. ISBN 978-1-337-51538-2. OCLC 1100670264.
  15. ↑ Gupta, Harsh K., уред. (2011). Encyclopedia of Solid Earth Geophysics. Dordrecht: Springer. ISBN 978-90-481-8702-7. OCLC 745002805.
  16. ↑ Rychert, Catherine A.; Shearer, Peter M. (24 април 2009). „A Global View of the Lithosphere-Asthenosphere Boundary“. Science. 324 (5926): 495–498. Bibcode:2009Sci...324..495R. doi:10.1126/science.1169754. PMID 19390041. S2CID 329976.
  17. ↑ Artemieva, Irina (2011). The Lithosphere. стр. 6, 12. doi:10.1017/CBO9780511975417. ISBN 978-0-511-97541-7.
  18. ↑ Anderson, Don L. (1995). „Lithosphere, asthenosphere, and perisphere“. Reviews of Geophysics (англиски). 33 (1): 125. Bibcode:1995RvGeo..33..125A. doi:10.1029/94RG02785. ISSN 8755-1209. Архивирано од изворникот на 2023-06-10. Посетено на 2023-11-15.
  19. ↑ Fowler, C. M. R.; Fowler, Connie May (2005). The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 978-0521893077.
  20. ↑ Ito, E; Takahashi, E (1989). „Postspinel transformations in the system Mg2SiO4-Fe2SiO4 and some geophysical implications“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 94 (B8): 10637–10646. Bibcode:1989JGR....9410637I. doi:10.1029/jb094ib08p10637.
  21. ↑ Mierdel, Katrin; Keppler, Hans; Smyth, Joseph R.; Langenhorst, Falko (19 јануари 2007). „Water Solubility in Aluminous Orthopyroxene and the Origin of Earth's Asthenosphere“. Science. 315 (5810): 364–368. Bibcode:2007Sci...315..364M. doi:10.1126/science.1135422. PMID 17234945. S2CID 33006157.
  22. ↑ Connolly, James A. D.; Schmidt, Max W.; Solferino, Giulio; Bagdassarov, Nikolai (ноември 2009). „Permeability of asthenospheric mantle and melt extraction rates at mid-ocean ridges“. Nature. 462 (7270): 209–212. Bibcode:2009Natur.462..209C. doi:10.1038/nature08517. PMID 19907492. S2CID 4352616.
  23. ↑ Olive, Jean-Arthur; Dublanchet, Pierre (ноември 2020). „Controls on the magmatic fraction of extension at mid-ocean ridges“. Earth and Planetary Science Letters. 549: 116541. Bibcode:2020E&PSL.54916541O. doi:10.1016/j.epsl.2020.116541. S2CID 224923541.
  24. ↑ Hofmann, A. W. (1997). „Mantle geochemistry: the message from oceanic volcanism“. Nature. 385 (6613): 219–228. Bibcode:1997Natur.385..219H. doi:10.1038/385219a0. S2CID 11405514.
  25. ↑ Conder, James A.; Wiens, Douglas A.; Morris, Julie (август 2002). „On the decompression melting structure at volcanic arcs and back-arc spreading centers: ARC AND BACK-ARC MELTING“. Geophysical Research Letters. 29 (15): 17–1–17-4. doi:10.1029/2002GL015390. S2CID 29842432.
  26. ↑ Keen, C.E.; Courtney, R.C.; Dehler, S.A.; Williamson, M.-C. (февруари 1994). „Decompression melting at rifted margins: comparison of model predictions with the distribution of igneous rocks on the eastern Canadian margin“. Earth and Planetary Science Letters. 121 (3–4): 403–416. Bibcode:1994E&PSL.121..403K. doi:10.1016/0012-821X(94)90080-9.
  27. ↑ Sternai, Pietro (декември 2020). „Surface processes forcing on extensional rock melting“. Scientific Reports. 10 (1): 7711. Bibcode:2020NatSR..10.7711S. doi:10.1038/s41598-020-63920-w. PMC 7206043. PMID 32382159.

Библиографија[уреди | уреди извор]

Нормативна контрола
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Астеносфера&oldid=5133111“