Лекции по Физике Земли
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Концепция изостазии
•Представим: ведется съемка гравитационного поля с аэростата на одной высоте:
•Можно было бы ожидать, что над
горами «g» больше благодаря их
массе, но наблюденное поле часто много меньше расчетного (по величине и плотности гор).
•Гималаи, Анды – расхождение может достигать 1/3 расчетной
величины.
•Причина?
-горы имеют низкоплотный корень.
vk.com/club152685050Как образовался| vk.com/id446425943
этот корень?
•Объяснение: горы
плавают согласно закону Архимеда.
•Закон Архимеда гласит:
•уменьшение веса тела равно весу жидкости, вытесненной частью тела,
погруженной в эту |
Деревянный |
жидкость |
блок взвешивается |
|
|
|
на пружине |
Блок плавает: вес = 0
Вес вымещенной воды равен весу блока в воздухе
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•Пусть плавающий блок имеет слоистую структуру:
•Вес всего блока равен весу жидкости, вытесненной объемом блока, погруженного ниже поверхности жидкости.
•Снимем два слоя – уменьшится вес блока – объем погруженной части блока будет уменьшаться, пока не будет достигнуто равенство Архимеда (это закон изостатической компенсации).
•Литосфера (блок) – по плотности немного меньше астеносферы (жидкости) – схема айсберга, погруженная часть которого много больше надводной.
•Кора – наиболее плавучая часть литосферы – компенсация главным образом за счет утолщения коры (Гималаи, Тибет
– 9км гоы, до 70 км – корни).
Изменение мощности корней гор согласно
закону Архимеда
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостатический расчет
• Возьмем два блока с разной расслоенностью.
• Вырежем колонки. Если блоки в изостатическом равновесии (силы тяжести над ними равны), то веса колонок равны.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Модели изостазии Эйри и Пратта
• Модель Эйри:
Литосферные блоки имеют одинаковую плотность. Возвышение над поверхностью компенсации, обеспечивается корнями литосферы.
(HLA L HAA A ) (HLB L HAB A )
• Модель Пратта:
Литосферные блоки имеют разные плотности, но погружены на одну шлубину. Выше блок – меньшая плотность.
•Модель Эйри чаще используется для континентов;
•Модель Пратта – для океанов.
HLA LA HLB LB
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Два способа осуществления
изостазии
1. Гипотеза английского астронома Дж. Эри.
Заключается в том, что горы обладают корнями,
погруженными в мантию, т.е. изостазия обеспечивается
вариациями мощности земной коры и нижняя поверхность последней обладает рельефом, обратным рельефу земной поверхности;
В региональном масштабе она обычно оправдывается, так как горные сооружения действительно обладают более толстой корой и максимальная толщина коры наблюдается у наиболее высоких из них (Гималаи, Анды, Гиндукуш, Тянь- Шань и др.).
18.02.2010 г. |
12 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия:
Соотношение в различиях между |
Структура |
континентальной |
||
величиной |
надводных |
и |
и океанической коры (по Уеда, |
|
подводных частей двух айсбергов |
1980) |
|
||
(a:b);
18.02.2010 г. |
13 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия по Дж. Эри
18.02.2010 г. |
14 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Второй способ реализации
изостазии
2. Гипотеза другого
английского ученого —
Дж. Пратта.
Участки повышенного рельефа сложены менее
плотными породами, |
а |
|
участки |
пониженного |
— |
более плотными. В этом |
||
случае |
подошва земной |
|
коры может быть даже |
||
горизонтальной. |
|
|
|
|
Схемы изостатического равновесия земной коры: |
|
|
1 - по Дж. Эри, 2 - по Дж. Пратту |
18.02.2010 г. |
|
15 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Уравновешенность континентов и океанов достигается
комбинацией обоих механизмов — кора под океанами и много
тоньше, и заметно плотнее, чем под континентами.
18.02.2010 г. |
16 |