Θερμοκρασία της λιθόσφαιρας της Γης

Η τεκτονική θεωρία πλακών διδάσκει ότι η Γη χωρίζεται σε στρώματα που ονομάζονται κρούστα, μανδύες και πυρήνες, με ηπείρους και ωκεάνιες λεκάνες από διαφορετικά είδη κρούστας. Η επιφάνεια αποτελείται από γιγαντιαίες πλάκες που κινούνται πολύ αργά. Ωστόσο, αυτή η κίνηση δεν σταματά στο κάτω μέρος του φλοιού. Αντ 'αυτού, σταματά σε μια ζώνη εντός του μανδύα. Οι βράχοι πάνω από αυτήν τη ζώνη, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού και του άνω μέρους του μανδύα, ονομάζονται λιθόσφαιρα.

Η Γη αποτελείται από τέσσερα κύρια στρώματα. Στην επιφάνεια υπάρχει ένα λεπτό, δροσερό στρώμα πολύ ποικίλων πετρωμάτων που αποτελούν τον φλοιό, με μέσο πάχος περίπου 30 χιλιόμετρα (18,6 μίλια). Ο μανδύας σχηματίζει ένα στρώμα πυριτικών ορυκτών πάχους περίπου 2.900 χιλιομέτρων (1.800 μίλια) κάτω από τον φλοιό. Στο κέντρο βρίσκεται ο πυρήνας, ο οποίος είναι στην πραγματικότητα δύο στρώματα: ένας εξωτερικός πυρήνας λειωμένου μετάλλου περίπου 2.250 πάχος χιλιομέτρων (1.400 μίλια) και συμπαγής μεταλλικός πυρήνας με ακτίνα περίπου 1.220 χιλιομέτρων (800 μίλια). Τόσο ο στερεός όσο και ο υγρός πυρήνας είναι κυρίως σίδηρος συν νικέλιο, θείο και μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων.

Ο μανδύας αντιπροσωπεύει περίπου το 84 τοις εκατό του όγκου της Γης και ο φλοιός αποτελεί άλλο 1 τοις εκατό. Ο πυρήνας καταλαμβάνει το άλλο 15 τοις εκατό.

Οι επιστήμονες της γης χωρίζουν τον μανδύα σε άνω και κάτω μανδύα, τοποθετώντας το όριο σε βάθος περίπου 670 χιλιομέτρων (416 μίλια). Χωρίζουν τις ανώτατες δεκάδες χιλιόμετρα του μανδύα σε δύο μέρη με βάση το πώς συμπεριφέρονται οι βράχοι όταν ασκείται πίεση, που σημαίνει όταν ωθούνται ή τραβιούνται. Το πολύ ανώτατο στρώμα του μανδύα τείνει να σπάσει όταν ασκείται πίεση, ενώ το στρώμα ακριβώς κάτω από αυτό είναι αρκετά μαλακό για κάμψη. Το σπάσιμο ονομάζεται «εύθραυστη» παραμόρφωση: Ένα σπάσιμο μολύβι είναι εύθραυστη παραμόρφωση. Το κατώτερο στρώμα αντιδρά στο στρες με «όλκιμο» ή «πλαστικό» παραμόρφωση, όπως ένα σωληνάριο οδοντόκρεμας ή ένα κομμάτι πηλού μοντελοποίησης.

Οι επιστήμονες αποκαλούν το τμήμα του άνω μανδύα που εμφανίζει πλαστική παραμόρφωση ως αστενόσφαιρα και αποκαλούν το συνδυασμό κρούστας και ρηχότερου, πιο εύθραυστου μανδύα της λιθόσφαιρας. Το όριο μεταξύ των δύο στρωμάτων κυμαίνεται από μερικά χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια στα ωκεάνια κέντρα εξάπλωσης έως περίπου 70 χιλιόμετρα (44 μίλια) κάτω από τα κέντρα των ηπείρων.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι το στερεό κράμα νικελίου-σιδήρου στο κέντρο της Γης έχει θερμοκρασία στην περιοχή από 5.000 έως 7.000 βαθμούς Κελσίου (περίπου 9.000 έως 13.000 βαθμούς Φαρενάιτ). Ο εξωτερικός, υγρός πυρήνας είναι πιο δροσερός. αλλά ο πυθμένας του μανδύα εξακολουθεί να υπόκειται σε θερμοκρασίες περίπου 4.000 έως 5.000 βαθμούς Κελσίου (7.200 έως 9.000 βαθμούς Φαρενάιτ). Αυτή η θερμοκρασία είναι περισσότερο από αρκετά ζεστή για να λιώσει τους βράχους του μανδύα, αλλά οι πολύ υψηλές πιέσεις τους εμποδίζουν να μετατραπούν σε υγρό. Αντ 'αυτού, οι πιο καυτοί βράχοι μανδύα ανεβαίνουν πολύ, πολύ αργά προς την επιφάνεια. Ταυτόχρονα, οι πιο δροσεροί βράχοι στον άνω μανδύα βυθίζονται προς τον πυρήνα. Αυτή η συνεχής κίνηση δημιουργεί εξαιρετικά αργά ρεύματα που κυκλοφορούν εντός του μανδύα.

Οι βράχοι στη λιθόσφαιρα παραμένουν συμπαγείς, επιπλέουν στην κορυφή του υγρού ή μερικώς λειωμένου βράχου στην αστενόσφαιρα. Οι πυθμένες των τεκτονικών πλακών βρίσκονται στο όριο μεταξύ της αθηνόσφαιρας και της λιθόσφαιρας και όχι της κάτω μέρος του φλοιού, και είναι η πλαστική φύση της αστενόσφαιρας που επιτρέπει στις τεκτονικές πλάκες κίνηση.

Η λιθόσφαιρα δεν έχει συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αντ 'αυτού, η θερμοκρασία ποικίλλει ανάλογα με το βάθος και την τοποθεσία. Στην επιφάνεια, η θερμοκρασία είναι παρόμοια με τη μέση θερμοκρασία αέρα στην τοποθεσία. Η θερμοκρασία αυξάνεται με βάθος μέχρι την κορυφή της αστενόσφαιρας, όπου η θερμοκρασία είναι περίπου 1.280 βαθμούς Κελσίου (2.336 βαθμοί Φαρενάιτ).

Ο ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας με το βάθος ονομάζεται γεωθερμική κλίση. Η κλίση είναι υψηλότερη - η θερμοκρασία αυξάνεται πιο γρήγορα με το βάθος - στις λεκάνες των ωκεανών όπου η λιθόσφαιρα είναι λεπτή. Στις ηπείρους, η κλίση είναι χαμηλή, επειδή η κρούστα και η λιθόσφαιρα είναι παχιά.