Inhoud
De asthenosfeer en lithosfeer vormen de buitenste concentrische lagen van de aarde: de eerste omvat veel van de bovenste mantel, terwijl de lithosfeer de bovenste mantel en de bovenliggende korst omvat, aan elkaar gelast in de vorm van tektonische platen. Hoewel mensen van nature beperkt zijn in hun vermogen om de bovenmantel te verkennen - vastzitten als ze zijn op die smalle buitenste korst van de planeet - heeft het gedrag van seismische golven en ander bewijs fundamentele verschillen in de fysieke eigenschappen van de asthenosfeer en de lithosfeer onthuld. Deze verschillen helpen de beweging en de opstelling van de oceaanbekkens en continenten te verklaren.
De lagen van de aarde
Voordat we ingaan op de asthenosfeer en lithosfeer, laten we de basisanatomie van de planeet afbreken. Stel je de aarde voor als een grote grote blauwe ronde vrucht. Vier basislagen vormen die planetaire vrucht. Daar is het middelpunt; de binnenste kern, gedacht als een ongeveer 900-mijl brede vaste massa van ijzer en wat nikkel. Daarachter ligt het buitenste kern, ook door ijzer gedomineerd, maar - in tegenstelling tot de binnenste kern die het omringt - gesmolten (of vloeistof). De mantel, de meest uitgebreide laag van de planeet, ligt boven de buitenste kern; manteldikte gemiddeld ongeveer 1.800 mijl. Over de mantel glijden als de schil van de "vrucht" is de relatief dunne korst, dat alles op het aardoppervlak omvat - van diepten in de oceaan tot hoge bergen - maar dat minder dan 1 procent van het planetaire volume bijdraagt.
De asthenosfeer
Geologen verdelen de aardmantel in verschillende sublagen, waarvan de diepste de mesospherewaarvan de basis grenst aan de buitenste kern; de mesosfeer, die je de lagere mantel kunt noemen, is waarschijnlijk rigide. De asthenosphere (eindelijk!) ligt boven de mesosfeer in de bovenste mantel, die zich uitstrekt van ongeveer 62 mijl tot 410 mijl diep. De rots van de asthenosfeer - voornamelijk peridotiet - is meestal solide, maar omdat het onder zo'n hoge druk staat, stroomt het als teer op plastic (of ductiele) manier met een snelheid van misschien een centimeter of twee per jaar. (Deze mechanische zwakte verklaart deze zone van de naam van de mantel: Asthenosphere betekent "zwakke laag.") Convectiestromen doen de asthenosfeer rijzen; hete, minder dichte putten die warmte van het interieur naar het oppervlak transporteren, in evenwicht gehouden door koele (en dus dichtere) putten.
De lithosfeer
De lithosfeer omvat de bovenkant van de mantel boven de asthenosfeer evenals de bovenliggende korst. In vergelijking met de hete, vloeiende asthenosfeer hieronder, is de lithosfeer koel en stijf, en in plaats van één ononderbroken "korst" wordt gebroken in een puzzelpatroon van lithosferische (of tektonische) platen.
Je kunt de korst van de lithosfeer in twee varianten verdelen. Oceanische korst is relatief dun en dicht, gedomineerd door basaltgesteente rijk aan silica en magnesium. Continentale korst is lichter en dikker en bestaat voornamelijk uit granietrotsen gedomineerd door silica en aluminium. De korst strekt zich ongeveer 2 tot 6 mijl uit onder oceaanbekkens en tot 50 mijl onder grote berggordels op het continent alvorens over te gaan naar de ijzer- en magnesiumrijke peridotiet van de bovenste mantel. Die grens tussen korstmossen en mantelrotsen is vernoemd naar de wetenschapper (eigenlijk een meteoroloog) die hem heeft helpen ontdekken: het heet de Mohorovicic discontinuïteit, vaak (gelukkig) ingekort tot de Moho.
Terwijl warmte zich snel verspreidt in de asthenosfeer door convectie, draagt de koelere, stijve rots van de lithosfeer warmte veel langzamer over door geleiding.
Platentektoniek
De fysische eigenschappen van de asthenosfeer en de lithosfeer helpen bij het vaststellen van de fundamentele krachten die bewegen en de kenmerken vormen van het aardoppervlak, beschreven in de theorie van de platentektoniek. De hete, stromende asthenosfeer - die heet en stromend blijft vanwege de convectie van warmte vanuit de aardse ingewanden - biedt een smerende laag waarop de stijve platen van de lithosfeer kunnen glijden. Magma stijgt op uit de asthenosfeer naar het oppervlak aan de oceaanruggen waar tektonische platen divergeren en nieuwe basaltische oceanische korst vormen. Deze verse korst verspreidt zich aan beide kanten, wordt koeler en wordt dichter naarmate het zich van de mid-oceanische bergkam af beweegt. Waar een oceanische plaat in botsing komt met een minder dichte plaat - die een jongere oceanische korst of continentale korst kan zijn, altijd lichter dan de oceanische - stort hij eronder in, of subductsen wordt in wezen gerecycled in de mantel. Terwijl geowetenschappers blijven discussiëren over de primaire kracht die de beweging van de plaat aandrijft, suggereert een heersende theorie dat deze voortkomt uit een subductie van oceaankorst die de rest van de plaat erachter sleept.