|
|
Профили наблюдений гравитационного поля в крест складчатых структурТЕОРИЯ Изостазия – форма равновесия верхней части Земли.Верхняя часть Земли (земная кора и верхняя мантия) крайне неоднородна, в силу чего возникают гравитационные аномалии регионального и локального порядков. Но и в этой части Земля в основном уравновешена. На это указывают, в частности, наблюдения за траекториями искусственных спутников Земли. Горы не притягивают эти объекты с большей силой, как это могло бы показаться на первый взгляд. Верхний слой Земли оказывает в целом одинаковое гравитационное воздействие на спутники и объекты на поверхности Земли. Рассмотрим обобщённую модель земной коры и верхней мантии, в наибольшей степени удовлетворяющую геофизическим данным (рис.3.5).
где n - число слоёв разной плотности si, имеющих мощность Dhi. Формула 3.13 следует из выражения для давления и определения равновесного слоя. Таким образом, естественное стремление Земли к равновесию проявляется в верхней её части в ограничениях на состав (плотность) и мощность земной коры. Значительная роль в установлении изостатического равновесия принадлежит астеносфере. Астеносфера - это частично расплавленный слой пониженной вязкости в верхней мантии. Астеносфера выделяется по геофизическим данным как слой пониженной скорости поперечных сейсмических волн и повышенной электропроводности, залегающий на глубинах от 50-70 км (под океанами) до 80-100 км (под материками). Через астеносферу происходит перетекание вещества, восстанавливающее изостатическое равновесие.
Принимая среднюю вязкость вещества литосферы с астеносферным слоем h=3.1021 Па.с и с учётом формулы для максвелловского времени установления равновесия , время установления равновесия составляет около 1000 лет. Места нарушения изостатического равновесия обнаруживаются по изостатическим гравитационным аномалиям – участкам устойчивой связи ускорения силы тяжести с рельефом местности. Планетарные изостатические аномалии приурочены к областям активного сочленения океанов и континентов, а также к областям альпийских надвиговых структур (рис. 3.7). Здесь протекают современные глобальные геологические процессы.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ а) Мощность земной коры в условиях изостатического равновесия (h):
h0= 35 км – средняя мощность континентальной земной коры (при Н=0); Н – абсолютная отметка местности (над уровнем моря); sм, sз.к. – плотность вещества мантии и земной коры. При выполнении работы принять sз.к. = 2,8∙103 кг/м3; sм= 3,3∙103 кг/м3.
б) Зависимость аномалии гравитационного поля в редукции Буге (ga)от мощности земной коры (h) по Р.М. Деменицкой:
h=h0 - ga/[2Π∙f∙(sм- sз.к)], (2) где f = 6,67∙10-11 м3/(кг∙с2) – гравитационная постоянная.
3. ЗАДАНИЕ (по вариантам) Определить направление вертикального движения земной коры в районе профиля наблюдения гравитационного поля (таблица) для чего: 1) Рассчитать по профилю мощность земной коры в условиях изостатического равновесия (уравнение 1).
2) Рассчитать по профилю реальную мощность земной коры по наблюдённым значениям гравитационного поля (уравнение 2).
3) Построить графики реальной и равновесной мощностей земной коры. С учётом условия, что вертикальные движения блоков земной коры происходят в направлении приближения к изостатическому равновесию, определите, какого рода движения (вниз, вверх) имеют место в Вашем случае.
4. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ (вариант по выбору студента) Определить и описать какого рода вертикальные движения блоков земной коры (вниз, вверх) происходят вдоль профилей, изображенных на рисунке 3.7
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1. Цель работы 2. Формулы, расчеты, графики и определения согласно ЗАДАНИЯ. 3. Определения и описания согласно ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЗАДАНИЯ.
Профили наблюдений гравитационного поля в крест складчатых структур
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
Рельеф поверхности земной коры повторяется зеркально в рельефе границы земная кора-мантия. Поскольку мантия более плотная (` 
=3,3г/см3), то в областях пониженного рельефа поверхности земной коры в разрезе верхней части Земли преобладают повышенные плотности пород, а в областях гор - пониженные. Это уравновешивает давление верхней части Земли на нижележащий слой, для которого должно соблюдаться постоянство давления и гравитационного потенциала. Слой, создающий в каждом нормальном сечении равное давление на нижележащий слой, называется слоем изостатической компенсации (равновесным слоем), а условие изостатического равновесия записывается выражением:
, (3.13)
Представим модель рис. 3.5 в более схематическом виде (рис. 3.6). Предположим, что под действием солнечной энергии и гравитационных сил горные породы на горе разрушаются и материал сносится в океан. Излишняя масса в океанических сечениях литосферы должна (для сохранения условия 3.13) привести к погружению земной коры, уменьшению мощности плотной мантии и перетеканию вещества по астеносфере в сторону горы, где дефицит массы компенсируется поднятием блока земной коры (литосферы).
Границы перемещающихся блоков характеризуются повышенными упругими напряжениями, которые могут вызвать разрывные деформации, а значит землетрясения, магмоизлияние и др. Таким образом, установление (восстановление) изостатического равновесия выступает как причина геологических процессов.
(1),