Термическое проседание
В геологии и геофизике , термическое опускание — это механизм опускания при котором кондуктивное охлаждение мантии утолщает литосферу и заставляет ее уменьшаться по высоте. Это происходит из-за теплового расширения : когда материал мантии остывает и становится частью механически жесткой литосферы, он становится плотнее окружающего материала. Дополнительный материал, добавленный в литосферу, утолщает ее и еще больше вызывает плавучее снижение высоты литосферы. Это создает пространство для размещения, в котором могут откладываться отложения, образуя осадочный бассейн .
Причины
[ редактировать ]Термическое проседание может произойти в любом месте, где существует разница температур между участком литосферы и ее окружением. Существует множество способствующих факторов, которые могут инициировать термическое проседание или повлиять на текущий процесс. [ 1 ]
Расслаивание
[ редактировать ]Поскольку эндогенные и экзогенные процессы вызывают денудацию земной поверхности, нижние, более теплые участки литосферы подвергаются относительным различиям в весе и плотности. Эта относительная разница создает плавучесть . Изостатическое поднятие может затем еще больше подвергнуть литосферу кондуктивному охлаждению, вызывая явление «подъёма и падения», когда более теплые, менее плотные слои горных пород выталкиваются или поднимаются вверх, а затем охлаждаются, заставляя их сжиматься и опускаться обратно. [ 2 ]
проводимость
[ редактировать ]Условия для создания термического опускания могут быть инициированы различными формами поднятия и денудации, но фактический процесс термического опускания определяется потерей тепла за счет теплопроводности . Контакт с окружающей породой или поверхностью приводит к выщелачиванию тепла из части литосферы. По мере охлаждения литосферы скальные породы сжимаются. [ 3 ]
Изостазия
[ редактировать ]Когда проводимость заставляет часть литосферы сжиматься и увеличивать плотность, она не увеличивает массу породы напрямую. Вместо этого это приводит к уменьшению объема, увеличивая массу секции для данной площади. Литосфера изостатична мантии ; его вес поддерживается относительной плотностью окружающей породы. Когда секция охлаждается и ее плотность увеличивается, она опускается, вызывая уменьшение относительной высоты. Это может создать бассейн, в котором откладываются отложения, что увеличивает вес опускающейся части литосферы и увеличивает общую массу секции на единицу площади, вызывая ее дальнейшее опускание. [ 4 ]
Эффекты
[ редактировать ]Термическое проседание может повлиять на образование островов. Изостатическое поднятие может быть уравновешено тепловым опусканием в ответ на эрозию на островах без барьерных рифов , которые погружаются только под воздействием волновой эрозии . Однако вулканические острова и подводные горы с барьерными рифами защищены от волновой и речной эрозии, и, таким образом, противодействующее изостатическое поднятие устраняется, что приводит к их опусканию и образованию атолла . [ 5 ]
Метаморфизм
[ редактировать ]Термическое проседание может стимулировать метаморфизм в горных породах. Отвод тепла из части литосферы заставляет породу утолщаться и становиться более изолированной от тепла, поступающего из мантии; поскольку эта более толстая часть погребена нисходящей колонной литосферы, она опускается в окружающие слои горных пород с более высоким относительным геотермическим градиентом . Этот градиент может вызвать метаморфизм горных пород, как это видно в Южной Австралии. [ 6 ]
Юстас
[ редактировать ]Эвстази относится к изменению относительного уровня моря. Это может повлиять на термическое опускание во время формирования геологических объектов, таких как горные хребты . Уровень моря часто меняется в ответ на образование ледников на суше; вес этих ледников или его отсутствие может влиять на общую скорость термического опускания. [ 7 ]
Нефтяное образование
[ редактировать ]По мере того как литосфера остывает и оседает, осадочный бассейн поверх оседающей массы может образоваться . Характеристики отложений фундамента могут создать условия, способствующие превращению керогена в нефть . гигантское нефтяное месторождение Уилмингтон в бассейне Лос-Анджелеса . В результате этого процесса образовалось [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Брэдли, Дуайт. «Оседание позднепалеозойских бассейнов северных Аппалачей». Тектоника, вып. 1, выпуск 1, с. 107-123. Февраль 1982 года.
- ^ Авигад, Дов, Зохар Гвирцман. «Поздненеопротерозойский подъем и падение северного Аравийско-Нубийского щита: роль расслоения литосферной мантии и последующего термического опускания». Тектонофизика, т. 477, вып. 3-4, с. 217-228. Ноябрь 2009 года.
- ^ Уоттс, AB «Изостазия и изгиб литосферы». Департамент наук о Земле, Оксфордский университет, Cambridge Free Press, 2001.
- ^ Уоттс, AB «Изостазия и изгиб литосферы». Департамент наук о Земле, Оксфордский университет, Cambridge Free Press, 2001.
- ^ Менар, HW «Островная эрозия, изостазия и проседание». Научный журнал, вып. 220, с. 914-918. Май 1983 года.
- ^ Сэндифорд, Майк, Мартин Хэнд, Сандра Макларен. «Метаморфизм с высоким геотермическим градиентом во время термического опускания». Письма о Земле и планетарной науке, том 163, выпуски 1–4, с. 149–165, ноябрь 1998 г.
- ^ Бонд, Джерард, Мишель Коминц, Уильям Девлин. «Термическое опускание и эвстазия в нижнепалеозойском миогеоклине западной части Северной Америки». Природа 306, 773-779. Декабрь 1983 года.
- ^ Теркотт, DL, округ Колумбия Макаду. «Термическое опускание и генерация нефти в юго-западном блоке бассейна Лос-Анджелеса, Калифорния». Журнал геофизических исследований, том. 84, выпуск Б7, с. 3460-3464. Июль 1979 года.