Temperatura litosferei Pământului

Teoria tectonică a plăcilor învață că Pământul este împărțit în straturi numite crustă, manta și nucleu, cu continente și bazine oceanice formate din diferite tipuri de crustă. Suprafața este formată din plăci gigantice care se mișcă foarte încet; cu toate acestea, această mișcare nu se oprește la baza crustei. În schimb, se oprește într-o zonă din manta. Rocile de deasupra acestei zone, inclusiv crusta și partea superioară a mantalei, se numesc litosferă.

Pământul este format din patru straturi principale. La suprafață este un strat subțire și rece de roci foarte variate care alcătuiesc coaja, cu o grosime medie de aproximativ 30 de kilometri (18,6 mile). Manta formează un strat de minerale silicatice de aproximativ 2.900 de kilometri grosime sub crustă. În centru se află miezul, care este de fapt două straturi: un miez exterior de metal topit de aproximativ 2.250 kilometri (1.400 mile) grosime și un miez metalic solid cu o rază de aproximativ 1.220 kilometri (800 mile). Atât nucleul solid, cât și cel lichid sunt în mare parte fier plus nichel, sulf și cantități mici de alte elemente.

Mantaua reprezintă aproximativ 84% din volumul Pământului, iar scoarța reprezintă încă 1%. Nucleul ocupă celelalte 15 la sută.

Oamenii de știință de pe Pământ împart mantaua în mantaua superioară și inferioară, plasând limita la aproximativ 670 de kilometri (416 mile) adâncime. Acestea împart cele câteva zeci de kilometri superioare ale mantalei în două părți pe baza modului în care se comportă rocile atunci când se aplică stresul, adică atunci când sunt împinse sau trase. Stratul cel mai de sus al mantalei tinde să se rupă atunci când se aplică stres, în timp ce stratul de dedesubt este suficient de moale pentru a se îndoi. Ruptura se numește deformare „fragilă”: un creion rupt este deformare fragilă. Stratul inferior reacționează la stres cu deformarea „ductilă” sau „plastică”, ca un tub de pastă de dinți sau o bucată de lut de modelat.

Oamenii de știință numesc partea din mantaua superioară care prezintă deformarea plastică astenosferă și numesc litosfera combinația dintre crustă și manta mai superficială și mai fragilă. Limita dintre cele două straturi variază de la câțiva kilometri sub suprafață la centrele de răspândire oceanică până la aproximativ 70 de kilometri (44 mile) sub centrele continentelor.

Oamenii de știință estimează că aliajul solid de nichel-fier din centrul Pământului are o temperatură cuprinsă între 5.000 și 7.000 de grade Celsius (aproximativ 9.000 - 13.000 de grade Fahrenheit). Miezul lichid exterior este mai rece; dar fundul mantalei este încă supus la temperaturi de aproximativ 4.000 până la 5.000 de grade Celsius (7.200 până la 9.000 de grade Fahrenheit). Această temperatură este mai mult decât suficient de fierbinte pentru a topi rocile mantalei, dar presiunile foarte mari le împiedică să se transforme în lichide. În schimb, cele mai fierbinți roci de manta se ridică foarte, foarte încet spre suprafață. În același timp, cele mai reci roci din mantaua superioară se scufundă spre miez. Această mișcare constantă creează curenți super-liniți care circulă în manta.

Pietrele din litosferă rămân solide, plutind deasupra rocilor moale sau parțial topite din astenosferă. Fundul plăcilor tectonice se află la granița dintre astenosferă și litosferă, nu partea inferioară a scoarței și natura plastică a astenosferei este cea care permite plăcilor tectonice mișcare.

Litosfera nu are o temperatură specifică. În schimb, temperatura variază în funcție de adâncime și locație. La suprafață, temperatura este similară cu temperatura medie a aerului din locație. Temperatura crește odată cu adâncimea până la vârful astenosferei, unde temperatura este de aproximativ 1.280 grade Celsius (2.336 grade Fahrenheit).

Rata de schimbare a temperaturii cu adâncimea se numește gradient geotermal. Gradientul este mai mare - temperatura crește mai rapid cu adâncimea - în bazinele oceanice în care litosfera este subțire. Pe continente, gradientul este scăzut, deoarece scoarța și litosfera sunt groase.