Лекции по Физике Земли
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Второй способ реализации изостазии
Гипотеза другого
английского ученого —
Дж. Пратта.
Схема Пратта
предусматривает, что
рельеф поверхности земной коры сформирован
за счет неодинаковой плотности разреза
литосферы в различных ее частях
Модель литосферы, используемая для изостатического расчета по схеме Пратта
18.02.2010 г. |
28 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Второй способ реализации изостазии
При расчленении литосферы на отдельные вертикальные
колонки единичного сечения высота колонок будет обратно пропорциональна плотности
пород в них; при этом вес всех
колонок от дневной поверхности до некоторой глубины, называемой глубиной изостатической компенсации,
будет одинаков. Эта
закономерность выражается формулой, которая наиболее пригодна для океанов:
hL1 1L hL2 L2
Модель литосферы, используемая для изостатического расчета по схеме Пратта
18.02.2010 г. |
29 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Второй способ реализации изостазии
Пратт: 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. |
30 |
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
• Модель Пратта:
Литосферные блоки имеют разные плотности, но погружены на одну шлубину. Выше блок – меньшая плотность.
a )
•Модель Эйри чаще используется для континентов;
•Модель Пратта – для океанов.
hLA LA hLB LB
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. |
32 |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия с региональной компенсацией
•Модели Эйри и Пратта предполагают развитие вертикальных границ блоков (вертикальных разломов) на всю мощность литосферы. Таких структур в природе не существует.
•Для объяснения природы изостазии выдвигается модель пластичного листа - «листа фанеры», подстилаемого слоем пониженной вязкости –
астеносферой.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия с региональной компенсацией
•В реальных условиях: модель «листа фанеры».
1)Малый груз поддерживается силой упругости фанеры (литосфера может поддерживать собственными силами малые массы).
2)Средний груз – значительное прогибание листа. Удерживается частично силой фанеры, частично – плавучестью, равной весу вытесненной жидкости (а также за счёт внутренних напряжений в литосфере).
3)Большой груз (крупные горные цепи) - поддерживается главным образом
плавучестью и представляет собой, таким образом, классическую изостатическую модель.
На континентах плавучесть проявляется при размерах объектов более 100 км; в океанах (тонкая литосфера) – при размерах объектов около 10 км.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия с региональной компенсацией
•Механизм «изостатической компенсации» стремится уменьшить размеры гравитационных аномалий. Величина изостатической аномалии зависит от того, насколько данная область далека от «изостатического равновесия».
•Следует выделить две основных причины нарушения изостатического равновесия:
•- нагрузка появилась сравнительно недавно;
•- действуют силы, которые нарушают это равновесие.
•Долговременное (десятки и более миллионов лет) существование неуравновешенных крупных неоднородностей маловероятно: с течением времени квазивязкие деформации пород литосферы приближают её к состоянию изостатического равновесия.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия с региональной компенсацией
•Механизм «изостатической компенсации» стремится уменьшить размеры гравитационных аномалий. Величина изостатической аномалии зависит от того, насколько данная область далека от «изостатического равновесия».
•Следует выделить две основных причины нарушения изостатического равновесия:
•- нагрузка появилась сравнительно недавно;
•- действуют силы, которые нарушают это равновесие.
•Долговременное (десятки и более миллионов лет) существование неуравновешенных крупных неоднородностей маловероятно: с течением времени квазивязкие деформации пород литосферы приближают её к состоянию изостатического равновесия.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изостазия с региональной компенсацией
•Характерным примером проявления изостатической реакции океанической литосферы являют собой вулканические острова, которые за относительно короткие интервалы времени извергают громадные объемы магматического материала, нарушая тем самым изостатическое равновесие литосферно-астеносферной системы. В результате вулканический остров
начинает погружаться под воду. По мере погружения острова происходит рост коралловых рифов на его склонах. В ходе дальнейшего погружения вулканический остров превращается в коралловый атолл.