Litösfääri-astenosfäärisysteemin sähköinen rakenne Fennoskandiassa ja muualla Euroopassa

Toivo Korja 2008

Tässä esitelmässä selvitetään litosfääri-astenosfäärisysteemin sähköisiä ominaisuuksia. Litosfääri on maapallon ylin, mekaanisesti jäykkä kerros. Se koostuu kuoresta ja sen alapuolella olevasta vaippakerroksen yläosasta (vaippalitosfääri). Litosfäärin alla on mekaanisesti heikompi astenosfäärikerros, jossa kiviaines on läpikotaisen plastisen deformaation tilassa.

Litosfääri ja astenosfääri määriteltiin alun perin reologisesti jääkauden jälkeisen maannousun tutkimuksissa. Sittemmin se on yhdistetty laattatektoniseen teoriaan, jonka mukaan jäykkä litosfääri on jakautunut useisiin mantereisiin ja merellisiin laattoihin. Litosfäärin ja astenosfäärin rajapinta (lithosphere-asthenosphere boundary, LAB) erottaa puolestaan laatat niiden alapuolisesta konvektiivisesta vaipasta. Alkuperäisen reologisen määritelmän lisäksi astenosfäärille on esitetty useita muita määritelmiä sen mukaan mitä menetelmää tai mitä aineistoa astenosfäärin tutkimiseen käytetään mm. seisminen ja sähköinen. On huomattava, että eri tavoin havaitut astenosfäärit eivät välttämättä yhdy.

Aktiivisilla alueilla ja valtamerten alla LAB on suhteellisen selvästi erottuva rajapinta. Mantereisen litosfäärin alueella puolestaan LAB on heikosti erottuva kerros verrattuna esim. kuoren ja vaipan väliseen rajaan (Moho) tai ylä- ja alavaipan väliseen rajaan (410-660 km:n siirtymävyöhyke).

Maan kamaran syvien osien sähköisten ominaisuuksien tutkimuksessa pääasiallinen menetelmä on magnetotellurinen (MT) menetelmä. Maapallon sähkömagneettinen kenttä sisältää tietoa sekä lähdealueesta (iono- ja magnetosfääri) sekä maan kamaran sähkönjohteista (indusoitu kenttä). Fennoskandiassa on tehty useita satoja MT-luotauksia. Niissä pääosassa on keskitytty kuoren rakenteisiin (0-60 km), mutta useissa kymmenissä pitkäperiodiluotauksissa (LMT) on saatu tietoa myös ylävaipan rakenteista (60-410 km). Fennoskandian osalta esitelmässä kuvataan niin Precambrisen mantereisen litosfäärin sisäistä sähkönjohtavuusrakennetta kuin myös litosfääri-astenosfäärisysteemin ominaisuuksia. Lisäksi verrataan LAB:n geometriaa Fennoskandiassa LAB:n geometriaan muualla Euroopassa.