Esquema ilustrativo del funcionamiento de la litosfera (que abarca la corteza –»crust«, en inglés– y la parte más externa del manto superior –en el dibujo identificada como upper mantle–) y su relación con la astenosfera («mantle«, en el dibujo). Copyright: University of Illinois Board of Trustees.
La litosfera o litósfera (del griego λίθος, litos, que significa «piedra», y σφαίρα, sphaíra, «esfera») es la capa más superficial de la estructura interna de la Tierra. Engloba la corteza terrestre y la parte más superficial (los primeros 100 km, aproximadamente) del manto superior, caracterizándose por tener una gran rigidez y por estar fragmentada en una serie de piezas denominadas placas tectónicas o litosféricas (en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis). Estas placas «flotan» por sobre encima de la astenosfera, una capa «blanda» localizada inmediatamente por debajo de la litosfera y que abarca el resto del manto superior.
La distinción u oposición entre la litosfera y la astenosfera se basa en las propiedades reológicas, de carácter físico, a diferencia de la distinción entre corteza y manto, que se basa en la composición química. Mientras el límite entre la corteza y el manto (la discontinuidad de Mohorovičić) es en casi todas partes una interfase nítida que separa rocas de diferente composición química, el límite entre la litosfera y la astenosfera corresponde a una transición de fase relacionada con ciertos valores críticos de presión y temperatura que se alcanza a una profundidad que varía con el carácter de los materiales que están encima. Así, la transición es más profunda bajo los materiales relativamente poco densos de los continentes que bajo los más densos de la corteza oceánica.
El límite inferior de la litosfera se considera que es la profundidad a la que se encuentra la isoterma (línea o superficie que resulta de unir puntos con igual temperatura) asociada a la transición entre el comportamiento quebradizo y el comportamiento viscoso. Esta isoterma se calcula con la temperatura a la que el olivino comienza a deformarse viscosamente (~1000 °C), ya que el olivino es el mineral más débil del manto superior.
Atendiendo a sus características físicas, se reconocen dos tipos de litosfera:
- La litosfera oceánica, que se asocia con la corteza oceánica;
- y la litosfera continental, que está asociada con la corteza continental.
La litosfera oceánica está constituida principalmente por corteza máfica y ultramáfica procedente del manto, siendo mucho más densa que la litosfera continental (ya que esta está constituida por una corteza formada por rocas félsicas). El espesor de la litosfera oceánica oscila en torno a los 50-100 km (pero debajo de las dorsales oceánicas —a partir de las cuales se forma— no es más gruesa que la propia corteza), mientras que la litosfera continental tiene un rango de espesor de, aproximadamente, entre 40 y 200 km. En ambos tipos de litosfera, la zona del manto litosférico está constituido por peridotitas.
La subducción de la litosfera oceánica:
La litosfera oceánica nace a partir de una dorsal oceánica (una gran cordillera de rift por la que brota magma procedente del manto), que expulsa a ambos márgenes la misma cantidad de material, empujándolos en la misma dirección pero en sentidos opuestos, de tal modo que cada margen de litosfera oceánica se desplaza a modo de cinta transportadora, alejándose de la dorsal.
Conforme la litosfera oceánica se va alejando de la dorsal, va envejeciendo y espesándose. Este engrosamiento se produce por enfriamiento conductivo, haciendo que la litosfera oceánica sea cada vez más espesa y densa hasta que, después de cierto tiempo (en torno a varias decenas de millones de años), se hace más pesada y densa que la astenosfera que tiene debajo y comienza a hundirse en ella (la porción de litosfera que subduce recibe el nombre de slab, en inglés). Cuando esto sucede, las porciones de litosfera oceánica más antiguas (y por tanto, más densas), subducen por debajo de las litosferas oceánicas más jóvenes y/o de las litosferas continentales (ambas son menos densas), entrando en el manto y fundiéndose de nuevo.
En estudios geofísicos recientes se postula que las grandes piezas de litosfera oceánica que han subducido (los slab) dentro del manto pueden hundirse hasta alcanzar una profundidad próxima al límite del núcleo con el manto inferior (a unos 2.900 km), mientras que otros flotan y se desplazan arrastrados por las corrientes convectivas del manto superior.
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Figuras:
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–Robert C. Vaiden (2012). “Plate Tectonics: Mysteries Solved!”. Illinois State Geological Survey: http://www.isgs.illinois.edu/maps-data-pub/publications/geobits/geobit10.shtml
Referencias:
–Colaboradores de Wikipedia (2010). “http://en.wikipedia.org/wiki/Lithosphere”. Wikipedia, la enciclopedia libre: http://en.wikipedia.org/wiki/Lithosphere
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