 | Изостазия - расчет глубины свободной поверхности мантии |
Литосфера на большей части планеты изостатически скомпенсирована благодаря существованию подстилающей астеносферe пониженной вязкости. Это позволяет изучать плотностные неоднородности мантии, если известно плотностное строение земной коры. Показателем таких неоднородностей может служить свободная поверхность мантии (СПМ) – условная вычисляемая поверхность, которую можно получить, если всю земную кору уплотнить до плотности мантии.
Изучение глубины СПМ в континентальной литосфере, проведённое М.Е. Артемьевым с соавторами [1] позволило определить, что глубина СПМ имеет тенденцию увеличиваться с ростом мощности коры. Это указывает на существование латеральных плотностных неоднородностей в литосфере под корой, величина которых пропорциональна мощности коры. Однако, причину таких латеральных вариаций плотности в мантии найти трудно.
Вместе с тем, возможно иное объяснение наблюдаемой зависимостиглубины СПМ от мощности коры. Плотность мантии изменяется с глубиной под влиянием нарастающих давления и температуры и из-за изменения вещественного состава. Это глубинное (радиальное) изменение плотности приводит к тому, что изостатический уровень вертикального положения земной коры будет неодинаков для блоков коры разной мощности.
Таким образом, на глубину СПМ оказывают влияние как латеральные, так и радиальные изменения плотности: радиальное уплотнение уменьшает глубину, латеральное – увеличивает.
На основе моделей проведено изучение распределения глубины СПМ в континентальных и океанических областях, её зависимость от возраста и мощности коры. Результаты проведённого исследования показали следующее.
1. Глубина СПМ увеличивается с ростом мощности коры, как в континентальной, так и в океанической области.
2. Параметры зависимости глубины СПМ от мощности коры мало меняются в континентальной литосфере разного возраста.
3. Наблюдаемую зависимость глубины СПМ от мощности коры можно объяснить радиальным изменением плотности в мантии.
В.Н. Сеначин, А.А. Баранов (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск; Институт Физики Земли им. О.Ю Шмидта, РАН, Москва)Основные закономерности распределения плотности в подкоровой океанической и континентальной литосфере по расчетам глубины свободной поверхности мантии. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии
Москва, 16–20 ноября 2009 .http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_5.pdf
1. Артемьев М.Е. Изостазия территории СССР/АН СССР. Инcтитут физики Земли им. О. Ю. Шмидта. - M.,1975. - 215 c.
2. Bassin C. Laske G., Masters G. The Current Limits of Resolution for Surface Wave Tomography in North America //EOS Trans AGU, 2000. - 81(48), Fall Meet. Suppl., Abstract F897. (http://mahi.ucsd.edu/Gabi/rem.html)
3. Баранов А.А. Интегральная модель коры для центральной и южной Азии – основа для геодинамического моделирования процессов в земной коре //Электронный научно-информационный журнал «Вестник Отделения наук о Земле РАН» №1(26)2008 URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1-2008/informbul-3_2008/cw-3.pdf