Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.14: Ізостазія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37729

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ізостазія

    Ізостазія - це стан рівноваги, або рівноваги, які ділянки літосфери Землі (будь то континентальна або океанічна кора), як вважають, в кінцевому підсумку досягають, коли вертикальні сили на них залишаються незмінними. У перші дні «сучасної геології» варіації висот на суші (рельєф) і глибини океанів (батиметрія) були відображені по всій земній кулі. Дослідження призводять до гіпотези ізостазії, що континенти плавали на більш текучій мантії, так само, як дерев'яні блоки або айсберги плавають на воді. З дерев'яними або крижаними блоками, чим товщі вони були, тим вище вони піднімалися над водою (рис. 3.20). Це призводить до переконання, що кора під континентами - особливо під гірськими хребтами - товща і менш щільна, ніж кора під океанічними басейнами. Наприклад, кора під гімалайськими горами повинна бути набагато товщі, ніж кора під індійським материком, і набагато товщі, ніж кора під Індійським океаном (рис. 3.21). Ізостатична рівновага - це стан рівноваги, які ділянки літосфери Землі (будь то континентальна або океанічна кора), як вважають, в кінцевому підсумку досягають, коли вертикальні сили на них залишаються незмінними. Літосфера плаває на напіврідкій астеносфері нижче (див. Рис.

    Геологічні приклади

    ізостазії     Айсберг, що плаває в океані, є прекрасною ілюстрацією ізостазії (рис. 3.22). На поверхні океану Землі твердий прісноводний льодовиковий лід приблизно на 10,7% менш щільний, ніж холодна морська вода; як наслідок, лід плаває. Кількість льоду, що піднімається над поверхнею океану, знаходиться в рівновазі з плавучим льодом під поверхнею. Коли айсберги тануть, кількість льоду над поверхнею підлаштовується до плавучого об'єму під поверхнею. Співвідношення кількості льоду над і під поверхнею залишається таким же, як і лід тане.

    Айсберг ілюструє ізостазію.
    Малюнок 3.22. Айсберг показує ізостазію. Лід під поверхнею знаходиться в рівновазі з плавучим льодом під поверхнею. У міру танення льоду айсберг плаває все нижче і нижче у воді.

    Ізостазія визначає висоту поверхні суші на материках і глибину океанічних басейнів. Товщина і щільність літосфери визначає, наскільки високо піднімаються гори над поверхнею на материках і на дні океану. Крім того, товщина і щільність літосфери визначає, наскільки глибокі океанічні басейни.

    Ізостазія також викликає вертикальний рух скоринки. Наприклад, якщо ділянку літосфери завантажений, як льодом континентального льодовика, він повільно спаде до нового положення рівноваги. Коли континентальний льодовик тане, зняття ваги дозволяє повільно відскочити назад до ізостатичної рівноваги. Частини північної Північної Америки та Європи, які були покриті континентальними льодовиками під час останнього льодовикового періоду, зараз повільно піднімаються в кінцевому підсумку назад до ізостатичної рівноваги (ця дія називається льодовиковим відскоком) (рис. 3.21).

    Кора завжди підлаштовується під зміну сил знизу і зверху. Якщо ділянку літосфери зменшиться в масі, як при ерозії, він повільно підніметься в нове положення рівноваги. Збільшення теплового потоку з мантії призводить до того, що гірські породи нагріваються, розширюються та піднімаються. Стара океанічна кора стає холодною і стискається, а з її чарівним складом ущільнюється і опускається назад в мантію.

    Льодовиковий відскок континентальної кори, що плаває на астеносфері
    Рис-23. Ізостатичний відскок, викликаний таненням континентальних льодовиків, виявляє рідкоподібну поведінку астеносфери.

    Ізостазія та епоха та еволюція континентальних сухопутних мас

    Було висунуто багато гіпотез, щоб спробувати пояснити еволюцію ландшафтів - ізостазія була однією з них. Ранні гіпотези зосереджувалися на тому, що було легко спостерігати. Континенти по всьому світу поділяють різноманітні великі фізіографічні особливості: гірські хребти, прибережні рівнини, райони плато та внутрішні низовини. Деякі з цих низинних регіонів лежать в основі того, що здавалося стародавніми скелями, які колись були ядром гірських хребтів у далекому минулому. Ці регіони розташовувалися поблизу центру більшості материків і стали називатися щитами (наприклад, Канадський щит Північної Америки, див. Рис. 3.24). У більшості випадків ці щити оточені поясами гірських хребтів, які складалися з скель, що з'явилися молодше щитових областей. Також деякі з цих гірських хребтів з'явилися набагато молодше інших гірських масивів. Це призводить до висновків, що ландшафти можна класифікувати як молодий, зрілий або старий вік - припускаючи, що всі гірські хребти формуються приблизно однаково, і що молоді гірські хребти, такі як Гімалайські або Скелясті гори, в кінцевому підсумку розмиваються (стають більш зрілими з вік, як Аппалачі гори). Зрештою майже всі піднесені риси (гори, пагорби) повністю розмиваються, створюючи «старості» ландшафти, подібні до того, що видно в щитових регіонах (див. Рис. Ерозія матеріалу з континентального регіону сприяє масовому зануренню регіонів уздовж континентальних околиць. У багатьох регіонах уздовж континентальних околиць вага додаткових відкладень змушує їх зануритися (наприклад, біля гирла річок, таких як узбережжя затоки поблизу дельти річки Міссісіпі).

    Ізостазія кори з часом порівняно з юнацькими, зрілими та старовинними пейзажами
    Малюнок 3.24. Ізостазія та гіпотеза ландшафтів, що розвиваються через юнацькі, зрілі та старі стадії. Еволюція ландшафту з плином часу включає підняття, ерозії та ізостазії.

    Припущення полягає в тому, що коли матеріали розмиваються, кора підлаштовується для підтримки ізостатичної рівноваги. У міру видалення матеріалу скоринка піднімається вгору. З часом матеріал, який колись знаходився глибоко в гірських хребтах, врешті-решт стає оголеним на поверхні ерозії. Згодом припущення полягало в тому, що ізостатичні регулювання врешті-решт припиняються, а гори повністю розмиваються до плоскої рівнини і в кінцевому підсумку опустяться нижче хвиль. На жаль, було занадто багато випадків, коли гіпотези ізостатичного регулювання не відповідали всім спостережуваним фактам. Не всі старі області щитів були низькими рівнинами (як показано на прикладі Скандинавського регіону Європи та більшої частини Африки). Крім того, деякі регіони, такі як плато Колорадо, мали характеристики, які вписуються у всі три категорії: молодий, зрілий та старий вік, і все одночасно. Крім того, було дуже мало, щоб пояснити, як утворюються гірські хребти і материки в першу чергу! Чому деякі гірські хребти мають вулкани, а інші ні? Чим би пояснювався склад і поширення вулканічних гірських хребтів по всьому світу, і що в світі могло пояснити, які ланцюги вулканів, як Гавайський архіпелаг, робили посеред Тихого океану? Ці питання (і багато іншого) були остаточно вирішені з розвитком тектонічної теорії плит.