Izostaziya - Isostasy

Izostaziya (Yunoncha isos "teng", stásis "to'xtab turish") yoki izostatik muvozanat ning holati tortishish kuchi muvozanat o'rtasida Yer "s qobiq (yoki litosfera ) va mantiya shunday qobiq qalinligi va zichligiga bog'liq bo'lgan balandlikda "suzadi".

Ushbu kontseptsiya Yer yuzida turli xil topografik balandliklar mavjud bo'lishini tushuntirish uchun ishlatilgan. Izostaziya muvozanatni buzmaydi, aksincha uni tiklaydi (salbiy fikr). Odatda qabul qilinadi^[1] bu Yer turli xil yo'llar bilan yuklarga javob beradigan dinamik tizimdir. Biroq, izostaziya vertikal harakatni boshdan kechirayotgan joylarda sodir bo'layotgan jarayonlarning muhim "ko'rinishini" beradi. Ba'zi joylar (masalan Himoloy ) izostatik muvozanatda emas, bu tadqiqotchilarni topografik balandliklarini tushuntirish uchun boshqa sabablarni aniqlashga majbur qildi. Hali ham ko'tarilayotgan Himoloy tog'larida ularning balandligi ta'sir kuchi bilan qo'llab-quvvatlanmoqda Hind plitasi. The Havza va Range viloyati G'arbiy AQSh - bu izostatik muvozanatda bo'lmagan mintaqaning yana bir misoli.

Dastlab atamalar bo'yicha aniqlangan bo'lsa-da kontinental qobiq va mantiya,^[2] keyinchalik nuqtai nazaridan talqin qilingan litosfera va astenosfera, ayniqsa okean oroliga nisbatan vulqonlar,^[3] kabi Gavayi orollari.

Eng oddiy misolda izostaziya tamoyili suzish qobiliyati unda a narsaga botirilgan narsa suyuqlik siljigan suyuqlik vazniga teng kuch bilan quvvatlanadi. Geologik miqyosda izostaziya kuzatilishi mumkin, agar Yerning kuchli qobig'i yoki litosfera kuchsizroq mantiya yoki astenosferaga ta'sir qilsa geologik vaqt yuk balandlikni sozlash bilan joylashadigan darajada yonma-yon oqadi.

Umumiy "izostaziya" atamasi 1882 yilda amerikalik geolog tomonidan kiritilgan Klarens Dutton.^[4]^[5]^[6]

Modellar

Izostaziyaning uchta asosiy modeli qo'llaniladi:

The Havodor –Heiskanen model - bu erda turli xil topografik balandliklar o'zgarishlarga mos keladi qobiq qalinligi, unda qobiq doimiy zichlikka ega
The Pratt –Xeyford model - bu erda turli xil topografik balandliklar lateral o'zgarishlarga mos keladi tosh zichlik.
The Vening Meinesz, yoki egiluvchan izostaziya model - qaerda litosfera vazifasini bajaradi elastik plitasi va uning o'ziga xos qat'iyligi mahalliy topografik yuklarni keng mintaqa bo'ylab egilib tarqatadi.

Airy va Pratt izostaziyasi - bu suzish qobiliyatining bayonoti, ammo egiluvchan izostaziya - bu cheklangan elastiklik kuchi varag'ini burish paytida suzish qobiliyatidir.

Havodor

Doimiy zichlikdagi qobiq yuqori zichlikdagi mantiyada suzib yuradigan havodor izostaziya va relyefi er qobig'ining qalinligi bilan aniqlanadi.

Mantiyadagi umumiy yuk po'stlog'i, pastki zichlikdagi cho'kindi jinslar va dengiz sathidan iborat bo'lgan haqiqiy havzali stsenariyga havodagi izostaziya qo'llaniladi.

Modelning asosi Paskal qonuni va xususan uning natijasi, statik muvozanatdagi suyuqlik ichida gidrostatik bosim bir xil balandlikdagi har bir nuqtada bir xil bo'ladi (gidrostatik kompensatsiya yuzasi):

h₁R₁ = h₂R₂ = h₃R₃ = ... h_nR_n

Ko'rsatilgan soddalashtirilgan rasm uchun tog 'kamarining ildizlari chuqurligi (b₁) quyidagicha hisoblanadi:

{ displaystyle (h_ {1} + c + b_ {1}) rho _ {c} = (c rho _ {c}) + (b_ {1} rho _ {m})}

{ displaystyle {b_ {1} ( rho _ {m} - rho _ {c})} = h_ {1} rho _ {c}}

{ displaystyle b_ {1} = { frac {h_ {1} rho _ {c}} { rho _ {m} - rho _ {c}}}}

qayerda ${ displaystyle rho _ {m}}$ mantiyaning zichligi (taxminan 3300 kg m)⁻³) va ${ displaystyle rho _ {c}}$ er qobig'ining zichligi (taxminan 2,750 kg m)⁻³). Shunday qilib, odatda:

b₁ ≅ 5⋅h₁

Salbiy topografiya holatida (dengiz havzasi) litosfera ustunlarini muvozanatlashi quyidagilarni beradi.

{ displaystyle c rho _ {c} = (h_ {2} rho _ {w}) + (b_ {2} rho _ {m}) + [(c-h_ {2} -b_ {2}) ) rho _ {c}]}

{ displaystyle {b_ {2} ( rho _ {m} - rho _ {c})} = {h_ {2} ( rho _ {c} - rho _ {w})}}

{ displaystyle b_ {2} = ({ frac { rho _ {c} - rho _ {w}} { rho _ {m} - rho _ {c}}}) {h_ {2}} }

qayerda ${ displaystyle rho _ {m}}$ mantiyaning zichligi (taxminan 3300 kg m)⁻³), ${ displaystyle rho _ {c}}$ er qobig'ining zichligi (taxminan 2,750 kg m)⁻³) va ${ displaystyle rho _ {w}}$ suvning zichligi (taxminan 1000 kg m)⁻³). Shunday qilib, odatda:

b₂ ≅ 3.2⋅h₂

Pratt

Ko'rsatilgan soddalashtirilgan model uchun yangi zichlik quyidagicha: ${ displaystyle rho _ {1} = rho _ {c} { frac {c} {h_ {1} + c}}}$ , qayerda ${ displaystyle h_ {1}}$ tog 'balandligi va v po'stining qalinligi.

Vening Meinesz / egiluvchan

Vertikal yukga javoban litosferaning izostatik vertikal harakatlarini (kulrang) aks ettiruvchi multfilm (yashil rangda)

Ushbu gipoteza topografik yuklarning qanchalik katta ekanligini tushuntirish uchun taklif qilingan dengiz qirg'oqlari (masalan, Gavayi orollari ) litosferaning mahalliy siljishi bilan emas, balki mintaqaviy siljishi bilan qoplanishi mumkin. Bu uchun umumiy echim litosfera egiluvchanligi, yuqoridagi mahalliy kompensatsiya qilingan modellarga yaqinlashganda, yuk egiluvchan to'lqin uzunligidan ancha kattalashadi yoki litosferaning egiluvchan qat'iyligi nolga yaqinlashadi.

Ta'siri

Cho'kma va eroziya

Muayyan mintaqaga katta miqdordagi cho'kindi yotqizilganida, yangi cho'kindining ulkan og'irligi ostidagi qobiqni cho'ktirishga olib kelishi mumkin. Xuddi shunday, mintaqadan katta miqdordagi materiallar yemirilganda, er o'rnini qoplash uchun ko'tarilishi mumkin. Shuning uchun, tog 'tizmasi eroziyaga uchraganligi sababli, (qisqartirilgan) diapazon yuqoriga ko'tarilib (ma'lum darajada) yanada eroziyalanadi. Hozir yer yuzasida ko'rinadigan ba'zi tosh qatlamlari o'zlarining ko'p vaqtlarini boshqa qatlamlar ostiga ko'milgan sathidan katta chuqurlikda o'tkazgan bo'lishi mumkin va oxir-oqibat boshqa qatlamlar yemirilib, pastki qatlamlar yuqoriga ko'tarilgani uchun fosh bo'lishlari mumkin.

An bilan o'xshashlik qilish mumkin aysberg, har doim o'z massasining ma'lum bir qismi bilan suv sathidan pastga suzadi. Agar qor aysbergning tepasiga tushsa, aysberg suvga pastroq cho'kadi. Agar muz qatlami aysbergning tepasida erib ketsa, qolgan aysberg ko'tariladi. Xuddi shunday, Yer litosferasi ham astenosferada "suzadi".

Plitalar tektonikasi

Materiklar to'qnashganda kontinental qobiq to'qnashuvda ularning chekkalarida qalinlashishi mumkin. Agar shunday bo'ladigan bo'lsa, qalinlashgan qobiqning katta qismi harakatlanishi mumkin pastga aysberg qiyosida bo'lgani kabi. Shuning uchun tog'larni "yuqoriga" qurish uchun kontinental to'qnashuvlar g'oyasi soddalashtirilgan. Buning o'rniga, qobiq qalinlashadi va qalinlashgan qobiqning yuqori qismi tog 'tizmasiga aylanishi mumkin.^{[iqtibos kerak ]}

Biroq, ba'zi kontinental to'qnashuvlar ancha murakkab bo'lib, mintaqa izostatik muvozanatda bo'lmasligi mumkin, shuning uchun bu mavzuni yaxshiroq tushunish uchun ehtiyotkorlik bilan ishlash kerak.^{[iqtibos kerak ]}

Mantiya konvektsiyasi

Mantiya moddasi tinch holatdagina mukammal izostatik muvozanat mumkin. Biroq, termal konvektsiya mantiyada mavjud. Bunday holatda DDI (Deep Dynamic Isostasy) umumiy gipotezasini qondirish mumkin.^[7]

Muz choyshablari

Shakllanishi muz qatlamlari Yer yuzini cho'ktirishga olib kelishi mumkin. Aksincha, muzlikdan keyingi izostatik tiklanish bir paytlar erib ketgan muz qatlamlari bilan qoplangan joylarda, masalan, Boltiq dengizi va Hudson ko'rfazi. Muz orqaga chekinayotganda, yuk litosfera va astenosfera kamayadi va ular tiklanish ularning muvozanat darajalariga qarab. Shu tarzda, avvalgisini topish mumkin dengiz qoyalari va bog'liq to'lqinli platformalar hozirgi zamondan yuzlab metr balandlikda dengiz sathi. Qayta tiklanish harakatlari shu qadar sekinki, oxirgisi tugashi tufayli ko'tarilish muzlik davri hali ham davom etmoqda.

Quruqlik va dengizning vertikal harakatidan tashqari, Yerning izostatik sozlanishi gorizontal harakatlarni ham o'z ichiga oladi. U Yerdagi o'zgarishlarga olib kelishi mumkin tortishish maydoni va aylanish tezligi, qutbli sayohat va zilzilalar.

Litosfera-astenosfera chegarasi

Izostaziya gipotezasi ko'pincha LAB holatini aniqlash uchun ishlatiladi (ya'ni, Litosfera -Astenosfera Chegara)^[8]

Dengiz sathining nisbiy o'zgarishi

Eustasy qarindoshlarning yana bir sababidir dengiz sathining o'zgarishi izostatik sabablardan ancha farq qiladi. Atama eustasy yoki eustatik odatda tufayli bo'lgan okeanlardagi suv hajmining o'zgarishini anglatadi global iqlim o'zgarishi. Yerning iqlimi soviganida suvning katta qismi muzliklar, qorlar va boshqalar shaklida quruqlik massalarida to'planadi, buning natijasida global dengiz sathi pasayadi (barqaror quruqlik massasiga nisbatan). Tomonidan okean havzalarini to'ldirish muzliklarning erigan suvlari muzlik davrlarining oxirida eustatikaga misol bo'la oladi dengiz sathining ko'tarilishi.

Eustatik dengiz sathining ko'tarilishining ikkinchi muhim sababi bu Yerning o'rtacha harorati ko'tarilganda dengiz suvining issiqlik kengayishi. Tide gauge yozuvlaridan global eustatik ko'tarilishning hozirgi taxminlari va sun'iy yo'ldosh altimetriyasi taxminan +3mm /a (qarang: 2007 yilgi IPCC hisoboti). Dunyo miqyosidagi dengiz sathiga qobiqning vertikal harakatlari, Yerning aylanish tezligining o'zgarishi, keng ko'lamli o'zgarishlar ham ta'sir qiladi kontinental chegaralar va tarqalish tezligining o'zgarishi okean tubi.

Muddat qachon nisbiy bilan kontekstda ishlatiladi dengiz sathining o'zgarishi, shundan kelib chiqadiki, ham eustazi, ham izostaziya ishda yoki muallif qaysi sababni chaqirishni bilmaydi.

Muzlikdan keyingi tiklanish dengiz sathining ko'tarilishiga ham sabab bo'lishi mumkin. Shimoliy yarim sharning ba'zi qismlarida davom etadigan dengiz tubi ko'tarilganda, suv ko'chiriladi va boshqa joyga borishi kerak.

Shuningdek qarang

Jon Fillmor Xeyford
Uilyam Boui (muhandis)
Lau, Gotland
Dengiz terasi
Tektonik ko'tarilish - O'rtacha er sathining umumiy geologik ko'tarilishining tushirish uchun izostatik ta'sirga tegishli bo'lmagan qismi.
Gravitatsiya anomaliyasi

Adabiyotlar

^ Uotts, A. B. (2001). Litosferaning izostaziyasi va egilishi. Kembrij universiteti matbuoti. ISBN 0521622727.
^ 33.Spasoyevich, S. va Gurnis, M., 2012, Oxirgi bo'r davridan beri Yerning dinamik modellaridan dengiz sathi va qit'alarning vertikal harakati: Amerika neft geologlari byulleteni byulleteni, v.96, no. 11, p. 2037–2064.
^ 13. Fulger, GR, Pritchard, MJ, Julian, BR, Evans, JR, Allen, RM, Nolet, G., Morgan, WJ, Bergsson, BH, Erlendsson, P., Jakobsdottir, S., Ragnarsson, S., Stefansson, R., Vogfyord, K., 2000. Islandiya ostidagi seysmik anomaliya mantiya o'tish zonasiga qadar cho'zilib boradi va chuqurroq emas. Geofiz. J. Int. 142, F1-F5.
^ Dutton, Klarens (1882). "Yer qobig'ining fizikasi; munozara". Amerika Ilmiy jurnali. 3. 23 (Aprel): 283-290. doi:10.2475 / ajs.s3-23.136.283. S2CID 128904689.
^ Orme, Antoniy (2007). "Klarens Edvard Dutton (1841-1912): askar, polimat va estet". Geologik Jamiyat, London, Maxsus nashrlar. 287: 271–286. doi:10.1144 / SP287.21. S2CID 128576633.}
^ "Klarens Edvard Dutton" (PDF). 1958. Olingan 7 oktyabr 2014.
^ Chexovskiy, L. (2019). "Mantiya oqimi va LABning izostaziyani qabul qilish holatini aniqlash". Sof va amaliy geofizika. 176 (6): 2451–2463. doi:10.1007 / s00024-019-02093-8.
^ Grinc, M., Zeyen, H., Bielik, M., 2014. Geofizika va geodeziyaga qo'shgan hissalari, Vol. 44/2, 115-131.

Qo'shimcha o'qish

Lisitzin, E. (1974) "Dengiz sathi o'zgaradi". Elsevier Okeanografiya seriyasi, 8
Vatt, AB (2001). Litosferaning izostaziyasi va egilishi. Kembrij universiteti matbuoti. ISBN 0-521-00600-7. Tarixiy rivojlanishning aksariyat qismi bilan to'liq to'liq sharh.

Tashqi havolalar

Oldxem, Richard Dikson (1922). "Izostaziya". Britannica entsiklopediyasi (12-nashr).

[1] Uotts, A. B. (2001). Litosferaning izostaziyasi va egilishi. Kembrij universiteti matbuoti. ISBN 0521622727.

[2] 33.Spasoyevich, S. va Gurnis, M., 2012, Oxirgi bo'r davridan beri Yerning dinamik modellaridan dengiz sathi va qit'alarning vertikal harakati: Amerika neft geologlari byulleteni byulleteni, v.96, no. 11, p. 2037–2064.

[3] 13. Fulger, GR, Pritchard, MJ, Julian, BR, Evans, JR, Allen, RM, Nolet, G., Morgan, WJ, Bergsson, BH, Erlendsson, P., Jakobsdottir, S., Ragnarsson, S., Stefansson, R., Vogfyord, K., 2000. Islandiya ostidagi seysmik anomaliya mantiya o'tish zonasiga qadar cho'zilib boradi va chuqurroq emas. Geofiz. J. Int. 142, F1-F5.

[4] Dutton, Klarens (1882). "Yer qobig'ining fizikasi; munozara". Amerika Ilmiy jurnali. 3. 23 (Aprel): 283-290. doi:10.2475 / ajs.s3-23.136.283. S2CID 128904689.

[5] Orme, Antoniy (2007). "Klarens Edvard Dutton (1841-1912): askar, polimat va estet". Geologik Jamiyat, London, Maxsus nashrlar. 287: 271–286. doi:10.1144 / SP287.21. S2CID 128576633.}

[6] "Klarens Edvard Dutton" (PDF). 1958. Olingan 7 oktyabr 2014.

[Czechowski2019-7] Chexovskiy, L. (2019). "Mantiya oqimi va LABning izostaziyani qabul qilish holatini aniqlash". Sof va amaliy geofizika. 176 (6): 2451–2463. doi:10.1007 / s00024-019-02093-8.

[8] Grinc, M., Zeyen, H., Bielik, M., 2014. Geofizika va geodeziyaga qo'shgan hissalari, Vol. 44/2, 115-131.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]