Astenosfera

Astenosfera (daripada Yunani Purba asthenós, "tanpa kekuatan") ialah bahagian mantel atas Bumi yang bersifat lemah dan mulur dalam aspek mekanik. Ia terletak di bawah lapisan litosfera, di kedalaman antara  di bawah permukaan, dan terus hingga kedalaman . Akan tetapi, sempadan bawah astenosfera tidak ditakrif secara jelas.

Astenosfera bersifat hampir pepejal, tetapi kadar keleburan yang kecil (kurang daripada 0.1% daripada batuan) menyumbang kepada kelemahan mekanikalnya. Pencairan penyahmampatan yang lebih meluas di astenosfera berlaku ketika mana ia menaik ke atas lalu menjadi sumber magma yang paling penting di Bumi. Ia merupakan sumber basalt rabung tengah lautan dan beberapa magma yang meletus di atas zon benam atau di kawasan rengkahan benua.

 Ciri-ciri 
Astenosfera adalah sebahagian daripada mantel atas, betul-betul di bawah litosfera yang terlibat dalam pergerakan tektonik plat dan pelarasan isostatik. Ia terdiri daripada peridotit, batu yang kebanyakannya mengandungi mineral olivin dan piroksen. Batasan litosfera-astenosfera secara konvensional diambil di garis isoterma . Di kawasan lebih dekat ke permukaan yang bersuhu lebih rendah, mantel berkelakuan tegar; di kawasan lebih dalam yang bersuhu lebih tinggi, mantel bergerak secara mulur. Astenosfera ialah tempat batuan mantel paling hampir menghampiri takat leburnya, dan sejumlah kecil leburan berkemungkinan hadir dalam lapisan ini.

Gelombang seismik melepasi secara agak perlahan melalui astenosfera berbanding dengan mantel litosfera di atasnya. Oleh itu, ia telah dipanggil zon halaju rendah (ZHR), walaupun kedua-duanya tidak sama; sempadan bawah ZHR terletak dalam kedalaman , manakala asas astenosfera terletak pada kedalaman kira-kira .  ZHR juga mempunyai pengecilan seismik yang tinggi (gelombang seismik yang bergerak melalui astenosfera kehilangan tenaga) dan anisotropi ketara (gelombang ricih terkutub menegak mempunyai halaju yang lebih rendah daripada jenis mendatar).  Penemuan ZHR menyedarkan ahli seismologi tentang kewujudan astenosfera, dan memberikan beberapa maklumat tentang sifat fizikalnya oleh sebab kelajuan gelombang seismik berkurangan dengan penurunan ketegaran. Penurunan halaju gelombang seismik dari litosfera ke astenosfera ini boleh berlaku oleh kehadiran peratusan leburan yang sangat kecil dalam astenosfera, walaupun oleh sebab astenosfera menghantar gelombang S, ia tidak boleh cair sepenuhnya.

Dalam mantel lautan, peralihan dari litosfera ke astenosfera (LAB) adalah lebih cetek daripada mantel benua (kira-kira 60 km di beberapa kawasan lautan lama) dengan penurunan halaju yang tajam dan besar (5–10%). Di rabung tengah lautan, LAB naik ke dalam beberapa kilometer dari dasar lautan.

Bahagian atas astenosfera dipercayai sebagai zon di mana plat litosfera tegar dan rapuh besar kerak bumi bergerak. Disebabkan oleh keadaan suhu dan tekanan dalam astenosfera, batuan menjadi mulur, bergerak dalam kadar ubah bentuk yang diukur dalam cm/tahun dalam jarak lineal yang akhirnya berukuran beribu-ribu kilometer. Dengan cara ini, ia mengalir seperti arus perolakan, memancarkan haba keluar dari bahagian dalam Bumi. Di atas astenosfera, dalam kadar ubah bentuk yang sama, batu berkelakuan kenyal dan boleh becah kerana rapuh, menyebabkan penyesaran. Litosfera tegar dianggap "terapung" atau bergerak di atas astenosfera yang mengalir perlahan, membolehkan keseimbangan isostatik dan membenarkan pergerakan plat tektonik.

 Sempadan 
Astenosfera menjangkau dari sempadan atas pada kira-kira  di bawah permukaan ke sempadan bawah pada kedalaman kira-kira . 

 Sempadan litosfera-astenosfera 
Sempadan litosfera-asthenosfera (LAB) agak tajam dan berkemungkinan bertepatan dengan permulaan lebur separa atau perubahan dalam komposisi atau anisotropi. Pelbagai takrifan sempadan mencerminkan pelbagai aspek kawasan sempadan. Sebagai tambahan kepada sempadan mekanikal tertakrif data seismik yang mencerminkan peralihan daripada litosfera tegar kepada astenosfera mulur, ini termasuk lapisan sempadan haba; di bahagian atas, haba diangkut oleh pengaliran haba, dan di bawahnya, pemindahan haba terutamanya dikawal perolakan; sempadan reologi, di mana kelikatan turun di bawah kira-kira 1021 Pa-s; dan lapisan sempadan kimia, di atasnya batuan mantel habis dalam meruap dan diperkaya dengan magnesium berbanding dengan batu di bawah.

 Sempadan bawah astenosfera 
Sempadan bawah astenosfera, bahagian atas mesosfera atau cangkerang mesosfera yang ditakrifkan secara tentatif, bersifat kurang jelas, tetapi telah diletakkan di dasar mantel atas. Sempadan ini tidak jelas secara seismik atau kurang difahami dengan baik, tetapi lebih kurang bertepatan dengan kompleks ketakselanjaran 670 km. Ketakselanjaran ini biasanya dikaitkan dengan peralihan daripada batuan mantel yang mengandungi ringwudit kepada batuan mantel yang mengandungi bridgmanit dan periklas.

 Asal usul 
Sifat mekanikal astenosfera banyak dikaitkan dengan pencairan separa batu.  Berkemungkinan sejumlah kecil leburan hadir melalui sebahagian besar astenosfera, di mana ia distabilkan oleh kesan meruap (air dan karbon dioksida) yang terdapat dalam batuan mantel. Walau bagaimanapun, kemungkinan jumlah leburan, tidak lebih daripada kira-kira 0.1% daripada batuan, nampaknya tidak mencukupi untuk menjelaskan sepenuhnya kewujudan astenosfera. Ia tidak cukup cair untuk membasahkan sepenuhnya sempadan butiran dalam batuan, dan kesan leburan ke atas sifat mekanikal batuan dijangka tidak ketara jika sempadan butiran tidak dibasahi sepenuhnya. Sempadan litosfera-asthenosfera yang tajam juga sukar dijelaskan dengan pencairan separa sahaja. Ada kemungkinan bahawa astenosfera adalah zon keterlarutan air minimum dalam mineral mantel supaya lebih banyak air tersedia untuk membentuk kuantiti cair yang lebih banyak. Satu lagi mekanisme yang mungkin untuk menghasilkan kelemahan mekanikal ialah gelongsor sempadan butiran, di mana butiran meluncur sedikit melepasi satu sama lain di bawah tekanan, dilincirkan oleh kesan meruap hadir.  Kelemahan di bawah plat lautan sebahagiannya disebabkan oleh pergerakannya sendiri disebabkan oleh mekanisme rayapan kehelan bukan linear. 

Model berangka perolakan mantel di mana kelikatan bergantung pada suhu dan kadar terikan dengan pasti menghasilkan astenosfera lautan, menunjukkan bahawa pelemahan kadar terikan ialah mekanisme penyumbang yang ketara, dan menerangkan astenosfera yang sangat lemah di bawah plat Pasifik. 

 Penjanaan magma 
Pencairan penyahmampatan batu astenosfera yang menjalar ke arah permukaan merupakan sumber magma yang paling penting di Bumi. Kebanyakannya meletus di rabung tengah laut untuk membentuk basalt rabung tengah laut kerak lautan yang tersendiri. Magma juga dijana oleh pencairan penyahmampatan astenosfera di atas zon subduksi dan di kawasan rengkahan benua.

Penyahmampatan lebur dalam astenosfera yang berolah mungkin bermula di kedalaman setinggi , di mana sejumlah kecil meruap dalam batuan mantel (kira-kira 100 ppm air dan 60 ppm karbon dioksida) membantu dalam mencairkan tidak lebih daripada kira-kira 0.1% batu. Pada kedalaman kira-kira , keadaan lebur kering dicapai, dan peleburan meningkat dengan ketara. Ini mengkontangkan baki batuan pepejal dan berkemungkinan merupakan asal usul litosfera yang berkurangan dalam aspek kimia.  

 Rujukan 

 Bibliografi 








Kategori:Struktur Bumi
Kategori:Tektonik plat