litosfera

litosfera

Strato rigido più superficiale della terra solida: essa include la crosta (sia oceanica sia continentale) e una parte del mantello superiore, detto mantello litosferico (LID). La sua base è localizzata in una zona di transizione tra lo strato rigido esterno e il sottostante mantello astenosferico avente un comportamento più duttile (astenosfera). La parte superiore della litosfera che risulta da un punto di vista reologico più rigida ed elastica è denominata anche strato meccanico della litosfera. Nella litosfera la temperatura aumenta (gradiente geotermico) mediamente di circa 30 °C/km nella crosta superiore, 15 °C/km nella crosta inferiore, e meno di 8 °C/km nel mantello litosferico. Al di sotto, la temperatura aumenta nel mantello con valori inferiori a 1 °C/km. La zona di transizione litosfera/astenosfera viene comunemente chiamata strato termico della litosfera (thermal boundary layer) ed è approssimativamente coincidente con l’isoterma corrispondente all’inizio della fusione parziale delle peridotiti (1250 -1300 °C). In generale la litosfera risulta essere quella parte della Terra nella quale l’energia termica è complessivamente trasferita per conduzione, mentre nell’astenosfera il calore è trasferito anche per convezione. Nelle zone continentali stabili la litosfera ha spessori intorno a 100÷150 km, fino a circa 200÷250 km nei cratoni continentali; nelle zone oceaniche essa inizia la sua vita in corrispondenza delle dorsali medio oceaniche dove ha uno spessore di alcuni km. Allontanandosi dalla dorsale, il mantello si raffredda e l’isoterma di transizione si approfondisce in funzione approssimativamente della radice quadrata dell’età, fino a raggiungere un valore massimo intorno a 100÷120 km per un’età della litosfera oceanica intorno a 100 Ma. Informazioni dirette sulla composizione della litosfera sono fornite soprattutto dagli xenoliti mantellici portati in superficie da alcune eruzioni basaltiche. Si tratta generalmente di rocce ultramafiche che possono provenire da profondità fino a oltre 100 km. I dati esistenti indicano che la roccia dominante nella litosfera oceanica e in quella continentale post Archeana è una lherzolite a spinello (olivina-clinopirosseno-ortopirosseno e spinello), mentre nella litosfera sottostante nuclei continentali più antichi, Archeani dove è generalmente più spessa, dominano le lherzoliti a granato (olivina-clinopirosseno-ortopirosseno e granato). Esistono tuttavia anche altre rocce, naturalmente sempre compatibili con le caratteristiche geofisiche osservate, come eclogiti (granato e clinopirosseno), duniti (olivina), pirosseniti e harzburgiti (olivina-ortopirosseno). Nell’insieme il quadro geochimico della litosfera è più complesso di quello dell’astenosfera in quanto l’assenza di moti convettivi importanti favorisce la conservazione di domini geochimici e isotopici distinti.

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