Litosfēra ir cietā planētas Zeme ārējais apvalks — tā ietver garozu un augšējās mantijas augstāko, mehāniski stingro daļu, kas ilgā laika mērogā uzvedas elastīgi. Šī zona ir salīdzinoši auksta un cieta salīdzinājumā ar dziļākajām mantijas daļām, un tieši litosfēra nosaka Zemes ārējo, akmeņaino virsmu.

Zem litosfēras atrodas astenosfēra — vājāka, karstāka un daļēji plūstoša augšējās mantijas daļa. Šī plūstošā slāņa klātbūtne ļauj litosfēras blokiem pārvietoties pār tās virsmu.

Uzbūve un biezums

Litosfēra parasti ietver gan Zemes garozi, gan augšējo mantiju līdz noteiktai mehāniskajai robežai (litosfēras un astenosfēras robeža jeb LAB). Tās biezums nav vienāds visā planētā:

  • Okeāna litosfēra parasti ir plānāka (daži desmiti kilometru pie seklajiem vēdekļiem) un atdziest ātrāk, veidojot smagāku, blīvāku plāksni.
  • Kontinentālā litosfēra var būt daudz biezāka (dažkārt līdz 200–250 km), jo tā satur biezāku garozu un „keļošus” augšējās mantijas iežus.

Mehāniskās īpašības un izturība

Litosfēra ir mehāniski stingra — tā deformējas trausli vai elastīgi īsos laika intervālos (zem seizmiskā laika mēroga), bet ilgākos laika intervalos tā var „plūst” un deformēties lēnākā, plastiskā veidā. Tieši šīs īpašības nosaka, kā veidojas plaisas, garožu pacēlumi un kalnu grēdas.

Litosfēras loma Zemes ģeoloģijā

Litosfērai ir centrāla nozīme daudzu ģeoloģisku procesu veidošanā un ietekmēšanā:

  • Plakņu tektonika: litosfēra ir sadalīta plaknēs, kuras pārvietojas pār astenosfēru. To sadursmes, atvilkšanās un nobīdes rada zemestrīces, vulkānismu un kalnu celšanos.
  • Seismiskā aktivitāte: plaisu aizvēršanās vai izplēsumi litosfērā rada seizmiskās viļņus. Seismiskie centri (foci) parasti atrodas litosfērā vai tās robežās.
  • Vulkānisms: magma, kas rodas dziļāk mantijā, var ceļoties cauri litosfērai un izraisīt vulkāniskas izvirdumus.
  • Isostāzija: litosfēras plāksnes "peld" uz blīvākas mantijas, un to vertikālais līdzsvars nosaka garozas pacēlumu vai noslīdēšanu (piemēram, pēc ledāju atsmelšanas notiek reebosija — pacēlums).
  • Risinājums resursu veidošanai: minerāli, akmeņi un daži fosilā kurināmā avoti saistīti ar litosfēras veidojumiem un ģeoloģiskajām procesa sekām.

Etymoloģija un definīcija

Vārds "litosfēra" nāk no sengrieķu: λίθος (lithos) — "akmeņains" un σφαίρα (sphaira) — "sfēra". To definē kā stingru, akmeņainu ārējo apvalku sauszemes tipa planētām vai to pavadoņiem[1]. Uz Zemes litosfēra ietver gan garozu, gan augšējo mantiju daļu, kas ilgstošā laikā izturas elastīgi.

Saikne ar mantijas konvekciju un siltuma plūsmu

Litosfēra darbojas arī kā izolējošs slānis, kas ietekmē zemes siltuma izkliedi. Mantijas konvekcija — lēnas siltuma pārnese lielos dziļumos — virza litosfēras plāksņu kustības, bet pati litosfēra nosaka siltuma pārneses ātrumu uz virsmu.

Praktiska nozīme cilvēcei

Izpratne par litosfēru palīdz prognozēt zemestrīces un izvirdumus, atrast derīgos izrakteņus, plānot infrastruktūru un saprast ilgtermiņa ģeoloģiskas pārmaiņas, kas ietekmē vidi un klimatu. Zinātniskie pētījumi par litosfēras uzbūvi un uzvedību turpina attīstīt tehnoloģijas, kas mazināt dabas katastrofu sekas un labāk izmantot zemes resursus.