ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ 

Isostasy

Erosion and isostatic adjustment

Stable-not sdtable zones (isostatically)

Схемы изостатического равновесия земной коры: а — по Дж. Эри, б — по Дж. Пратту

Гравиметрические исследования являются одними из основных геофизических методов, которые дают информацию о строении литосферы. Они могут проводиться наземно, с борта судна, с летательных аппаратов. Исследования осуществляются гравиметрами, которые расположены на стабильных платформах.

В завистмости от масштаба работ, результаты интерпретации гравитационного поля, могут дат информацию как о плотности слагаемых пород, так и о тектоническом состоянии земной коры, базируемом на принципе изостазии.

Аномалия Буге вычисляется из аномалии в свободном воздухе при удалении влияния рельефа –редукции Буге.

В случае, если, где эффекты ландшафта удалены точно, говорят о чистой редукции Буге. В случае, если ландшафт аппроксимируется плоской пластиной толщины H выше уровня моря, говорят о простой редукции Буге. Различия этих двух редукций называют эффектом ландшафта, который всегда отрицателен.



Уравнение для простой редукции Буге = 2H f(p,y), где H - толщиа пластины, y – постоянная тяготения, и p - плотность материала.

Используя спутниковые данные альтиметрии, можно достичь высокой точности метода гравиметрии в 4.8 mGal.

Хорошая редукция может дать многое. Например Чукотская пограничная область и хребет Менделеев является переходной от континента к океану в терминах значений аномалий Буге (Bouguer), что по другим материалам невозможно доказать. Это могло бы случиться при наличии блока с удельным весом 2.5-2.6 г/см 3, положенным на основание с удельным весом 2.7-2.8 г/см 3, что вообще-то доказано общей картиной аномальной области, состыкубщейся с комплексными методами исследования.

Система палеорифтов Канадского Бассейна изображается менее отчетливо на аномалиях Буге, чем на анамалиях в свободном воздухе. Это означает, что эта аномалия полностью находится в пределах коры и здесь нет никакой неоднородности в мантии типа диапиров. Таким образом можно заключить, что эти рифы мертвы и бездействуют, и более того, поскольку это все же рифы, они блокируют частично расплавленные очаги под ними. Подобные эффекты был зарегистрированы в Атлантике в трансформных разломах – мантии трудно проявить здесь свою все же имеющуюся активность.

Сопоставление аномалии Буге с картой рельефа акустического фундамента в Чукотском море показывает, что аномалия изображает неоднородность плотности. Сильная корреляция между аномалией Буге и рельефом акустического фундамента нарушена там, где над местными верхушками фундамента лежат толстые серии Ellesmerian, как показали данные бурения в Klondike Well.

Заключительная стадия в анализе гравитационного поля – вычисление изостатических аномалий, что вовлекает знание о расположении избытка (или нехватки) аномальных масс выше поверхности компенсации. Оптимальные параметры для вычисления изостазии для океанических и переходных зон: глубина компенсации 33 км и контраст плотности кора/мантия 0.4 g/cm3 (Артемьев и др.,1987). Для восточного арктического сектора выбран контраст плотности 0.6 g/cm3, интеграция проводилась в пределах радиуса 166 км, использовалось призматическое приближение.

Анализ изостатических аномалий показывает степень изостатической компенсации. На нашем примере шельф находится в изостатическом равновесии. Океанская часть ледовитого океана почти в равновесии (низкие аномалии в +20-30 mGal). Избыток масс выше поверхности компенсации (положительные изостатические аномалии) означает, что в настоящее время любой процесс, который добавляет массы, имеет место. Нехватка масс выше поверхности компенсации (отрицательные изостатические аномалии) подразумевает существование процесса, который ведет к сильному понижению (например, отложение осадков). Если этот процесс закончился, произойдет компенсационное вздымание базисной поверхности к уровню равновесия. Учитывая это, можно заключить, что овертрастинг по Wrangel-Herald rise происходит в области шельфа. Сильное изостатическое понижение наблюдается в западной части Южно-Чукотского Бассейна, в бассейнах Надежды и Северо-Чукотском бассейнах, в прогибе Vilkitsky и его ответвлениях.

По полному периметру океанического бассейна максимумы края шельфа могут произойти из-за отложения осадков. К юго-западу от хребта Менделеев аномальная область имеет такой компенсационный характер, который указывает на существование дополнительных механизмов для понижения и, возможно, к уменьшению нормы накопления. Изостатическая поверхность океанической области опрокинута около восточного края Чукотской пограничной области. Здесь, сильный контраст в аномалиях подразумевает энергичную изостатическую балансировку масс после прекращения тектонических процессов, которые являются ответственными за современное структурное зерно.

На основе гравитационного поля важнейшим является выделение и районирование зон нарушения изостатического баланса. Это можно сделать с помощью такого параметра, как мощность аномального компенсационного слоя земной коры (МАКС). К примеру ложе Тихого океана и Курильская глубоководная котловина Охотского моря характеризуются изостатическим равновесием, а островная дуга - дефицитом мощности (МАКС=4-5 км в проливе Буссоль, 6 км -в районе о Расшуа), а глубоководный желоб характеризуется избытком мощности (МАКС=+ 9 км). Линейный, вытянутый вдоль всей дуги максимум дефицита мощности земной коры расположен между вулканической и невулканической дугами по междуговому прогибу. Во всех этих случаях изостатическое равновесие нарушено и после снятия напряжения здесь будут тектонические подвижки, примерно такие, какие наблюдаются сегодня в Греции (в районе Греции была коллизия плит, сходная с таковой между Индией и континентом. После снятия нагрузки компрессионный стресс снимается раздвижением шовной зоны и возвращением плит в исходное, более гипсографически низкое состояние, соответствующее изостатическому равновесию).

Современные тектонические движения ведут к нарушению изостазии во всех зонах субдукции. Современный вулканизм, сопровождаемый увеличением давления, вздутием коры и подъемом расплава, нарушает изостатическое равновесие в сторону увеличения дефицита мощности.

Kак показали гравиметрические исследования, большая часть поверхности Земли находится в состоянии, близком к изостатическому равновесию. Изостатическое равновесие – это то состояние, к которому стремятся геологические образования. Действие изостазии хорошо демонстрирует процесс оледенения: под тяжестью ледника слоем в 4-км, поверхность коры Антарктиды и Гренландии испытала значительное прогибание, опустившись ниже уровня океана, а Скандинавия и Канада, освободившись от ледникового панциря, испытывают поднятие, на порядок превышающее по скорости то поднятие, которое они испытывали до наступления ледникового периода.

Наибольшие отклонения от изостазии — изостатические аномалии— обнаруживают островные дуги и сопряженные с ними глубоководные желоба. Такие отклонения и тем более движения, направленные на нарушение, а не на восстановление изостатического равновесия, — антиизостатические движения - требуют специального объяснения — привлечения действия дополнительных сил.

Aномалии Буге обусловлены глубиной залегания границы М

Гравитационное поле (аномалии Фая) + Магнитное поле - oбщие закономерности строения фундамента

Gravity Anomaly
Изостазия

Хостинг от uCoz