Litosfera e Reologia
A litosfera é a camada externa fria e forte da Terra que se comporta rigidamente ao longo do tempo geológico, e sua reologia, que define onde a rocha é frágil, elástica ou dúctil, controla como as placas se flexionam, quebram e se deformam.
Definition
A litosfera é a camada externa relativamente fria e forte da Terra, compreendendo a crosta e o manto superior, que se comporta rigidamente ou elasticamente ao longo do tempo geológico; sua reologia descreve como sua rocha se deforma, variando de falha frágil perto da superfície a fluência dúctil em profundidade.
Scope
Este tópico aborda a litosfera como uma camada limite térmica e mecânica e a reologia que lhe confere resistência: sua definição pela temperatura e o resfriamento das placas oceânicas com a idade, a resposta elástica e flexural a cargas, e a transição frágil-dúctil com a profundidade. Ele trata dos envelopes de resistência ao escoamento, da distinção entre a litosfera térmica, sísmica e elástica, e dos mecanismos de deformação que estabelecem sua resistência. A ênfase está na resistência e no comportamento mecânico da Terra externa que tornam a tectônica de placas possível.
Core questions
- Como a litosfera é definida termicamente, sismicamente e mecanicamente?
- Como a litosfera oceânica se espessa e subsidia à medida que esfria e envelhece?
- O que é a transição frágil-dúctil e como a resistência varia com a profundidade?
- Como a resistência litosférica controla a flexão e o suporte de cargas?
Key concepts
- Litosfera como camada limite térmica
- Resfriamento e subsidência da litosfera oceânica
- Transição frágil-dúctil e envelope de resistência ao escoamento
- Rigidez elástica e flexural
- Litosfera térmica, sísmica e elástica
Key theories
- Camada limite térmica de resfriamento
- A litosfera oceânica é a camada limite térmica superior fria da convecção do manto; à medida que se afasta de uma dorsal, ela esfria, espessa e subsidia de forma previsível, com a profundidade do fundo do mar aumentando como a raiz quadrada da idade.
- Envelope de resistência ao escoamento
- A resistência da litosfera com a profundidade é limitada por falha friccional frágil na parte superior fria e fluência dúctil em profundidade, definindo um envelope de resistência ao escoamento que determina sua espessura elástica efetiva e como ela suporta cargas.
Mechanisms
Como a resistência da rocha depende fortemente da temperatura, a parte superior fria da Terra resiste ao fluxo e se comporta como uma placa coerente; perto da superfície a deformação é frágil, controlada pelo atrito em falhas, enquanto rochas mais profundas e quentes cedem por fluência dúctil, e a transição entre esses regimes, juntamente com a espessura da placa, fixa sua rigidez flexural e como ela se dobra sob cargas como montes submarinos e mantos de gelo.
Clinical relevance
A reologia litosférica governa onde os terremotos podem se originar, como as bacias subsidem e as montanhas são sustentadas, e como a Terra sólida responde ao carregamento e descarregamento, informando a interpretação tectônica, a análise de bacias e o estudo do rebote pós-glacial.
History
O conceito de uma litosfera forte sobre uma astenosfera fraca foi central para a tectônica de placas inicial; trabalhos subsequentes sobre o modelo de resfriamento de meio-espaço de placas oceânicas, estudos laboratoriais de resistência de rochas e a análise flexural de cargas construíram a compreensão moderna da reologia litosférica.
Key figures
- Donald Turcotte
- Anthony Watts
- Shun-ichiro Karato
Related topics
Seminal works
- turcotte2014
- watts2001
- karato2008
Frequently asked questions
- Qual a diferença entre a litosfera e a astenosfera?
- A litosfera é a camada externa fria e rígida que forma as placas tectônicas, enquanto a astenosfera abaixo dela é mais quente e fraca, deformando-se facilmente para que as placas possam deslizar sobre ela; o limite é essencialmente térmico e mecânico, em vez de composicional.
- Por que o fundo do mar fica mais profundo à medida que se afasta das dorsais meso-oceânicas?
- À medida que a litosfera oceânica envelhece e se afasta de uma dorsal, ela esfria, tornando-se mais densa e contraindo-se, de modo que afunda; esse resfriamento e subsidência seguem um padrão regular, com a profundidade aumentando aproximadamente com a raiz quadrada da idade da litosfera.