Litosfera y Reología
La litosfera es la capa exterior fría y fuerte de la Tierra que se comporta rígidamente a lo largo del tiempo geológico, y su reología, que define dónde la roca es frágil, elástica o dúctil, controla cómo las placas se flexionan, rompen y deforman.
Definition
La litosfera es la capa exterior de la Tierra relativamente fría y fuerte, que comprende la corteza y el manto superior, y que se comporta rígidamente o elásticamente a lo largo del tiempo geológico; su reología describe cómo se deforma su roca, desde la falla frágil cerca de la superficie hasta el flujo dúctil en profundidad.
Scope
Este tema abarca la litosfera como capa límite térmica y mecánica y la reología que le confiere su resistencia: su definición por la temperatura y el enfriamiento de las placas oceánicas con la edad, la respuesta elástica y flexural a las cargas, y la transición de frágil a dúctil con la profundidad. Trata las envolturas de resistencia a la fluencia, la distinción entre la litosfera térmica, sísmica y elástica, y los mecanismos de deformación que establecen su resistencia. El énfasis se pone en la resistencia y el comportamiento mecánico de la Tierra exterior que hacen posible la tectónica de placas.
Core questions
- ¿Cómo se define la litosfera térmica, sísmica y mecánicamente?
- ¿Cómo se engrosa y subsidencia la litosfera oceánica a medida que se enfría y envejece?
- ¿Qué es la transición de frágil a dúctil y cómo varía la resistencia con la profundidad?
- ¿Cómo controla la resistencia litosférica la flexión y el soporte de las cargas?
Key concepts
- Litosfera como capa límite térmica
- Enfriamiento y subsidencia de la litosfera oceánica
- Transición frágil-dúctil y envoltura de resistencia a la fluencia
- Rigidez elástica y flexural
- Litosfera térmica, sísmica y elástica
Key theories
- Capa límite térmica de enfriamiento
- La litosfera oceánica es la capa límite térmica superior fría de la convección del manto; a medida que se aleja de una dorsal, se enfría, se engrosa y se hunde de manera predecible, con la profundidad del fondo marino aumentando como la raíz cuadrada de la edad.
- Envoltura de resistencia a la fluencia
- La resistencia de la litosfera con la profundidad está limitada por la falla friccional frágil en la parte superior fría y el flujo dúctil en profundidad, definiendo una envoltura de resistencia a la fluencia que determina su espesor elástico efectivo y cómo soporta las cargas.
Mechanisms
Debido a que la resistencia de la roca depende en gran medida de la temperatura, la parte superior fría de la Tierra resiste el flujo y se comporta como una placa coherente; cerca de la superficie la deformación es frágil, controlada por la fricción en las fallas, mientras que la roca más profunda y caliente cede por flujo dúctil, y la transición entre estos regímenes, junto con el espesor de la placa, fija su rigidez flexural y cómo se dobla bajo cargas como montes submarinos y capas de hielo.
Clinical relevance
La reología litosférica rige dónde pueden nuclearse los terremotos, cómo se hunden las cuencas y se sostienen las montañas, y cómo la Tierra sólida responde a la carga y descarga, lo que informa la interpretación tectónica, el análisis de cuencas y el estudio del rebote postglacial.
History
El concepto de una litosfera fuerte sobre una astenosfera débil fue central en las primeras teorías de la tectónica de placas; el trabajo posterior sobre el modelo de enfriamiento de semiespacio de las placas oceánicas, los estudios de resistencia de rocas en laboratorio y el análisis flexural de las cargas construyeron la comprensión moderna de la reología litosférica.
Key figures
- Donald Turcotte
- Anthony Watts
- Shun-ichiro Karato
Related topics
Seminal works
- turcotte2014
- watts2001
- karato2008
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre la litosfera y la astenosfera?
- La litosfera es la capa exterior fría y rígida que forma las placas tectónicas, mientras que la astenosfera debajo de ella es más caliente y débil, deformándose fácilmente para que las placas puedan deslizarse sobre ella; el límite es esencialmente térmico y mecánico en lugar de composicional.
- ¿Por qué el fondo marino se vuelve más profundo a medida que se aleja de las dorsales oceánicas?
- A medida que la litosfera oceánica envejece y se aleja de una dorsal, se enfría, volviéndose más densa y contrayéndose, por lo que se hunde; este enfriamiento y subsidencia siguen un patrón regular, con la profundidad aumentando aproximadamente con la raíz cuadrada de la edad de la litosfera.