Isostasia La isostasia es la condición de equilibrio que presenta la superficie terrestre debido a la diferencia de densidad de sus partes. Se resuelve en movimientos verticales (epirogénicos epirogénicos)) y está fundamentada en el principio de Arquímedes. Arquímedes. Fue enunciada como principio a finales del siglo XIX. El equilibrio isostático puede romperse por un movimiento tectónico o el deshielo de una capa de hielo. hielo. La isostasia es fundamental para el relieve de la Tierra Tierra.. Los continentes son menos densos que el manto, y también que la corteza oceánica. oceánica. Cuando la corteza continental se pliega acumula gran cantidad de materiales en una región concreta. Terminado el ascenso, comienza la erosión. Los materiales se depositan, depositan, a la larga, fuera de la cadena montañosa, con lo que ésta pierde peso y volumen. Las raíces ascienden para compensar esta pérdida dejando en superficie los materiales que han estado sometidos a un mayor procesometamórfico procesometamórfico..
Índice [ocultar ]
1 Modelos isostáticos o
1.1 Modelo de Pratt-Hayford
o
1.2 Modelo de Airy-Heiskanen
o
1.3 Modelo de Vening Meinesz
2 Isostasia local vs. isostasia regional
3 Referencias
4 Véase también
5 Enlaces externos
Modelos isostáticos[editar ]
Hipótesis de Airy (1) y de Pratt (2). Los números indican la densidad media de cada columna de la corteza y del manto terrestre, terrestre , en kg/m
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En 1735 1735,, en una expedición científica en Perú, Pierre Bouguer observó Bouguer observó que la deflexión de la vertical era menor a la esperada basándose basándose en la topografía visible de los Andes los Andes.. El mismo fenómeno fue observado en un levantamien levantamiento to topogràficore en la India a cargo de George Everest. Everest. De estas observaciones surgió la idea de que cierta compensación,
con un contraste negativo de densidad, debe existir debajo de la topografía visible. Esto condujo al concepto de isostasia, que asume equilibrio de cada columna de la Tierra hasta cierto nivel de compensación . La condición de equilibrio isostático se plantea como:
Donde es la profundidad de compensación, la altura de la topografía y la densidad. Esta expresión establece que existe un nivel de compensación T 0 por encima del cual el peso de todas las columnas imaginarias de corteza y manto es constante. Esta condición se cumple aproximadamente en la tierra para valores de T 0 de pocos cientos de kilómetros. Si el peso de dos columnas fuera distinto, el manto (que es fluido en escalas de tiempo geológicas) se desplazaría hasta equilibrarlos, alcanzando un equilibrio isostático. Dado que las densidades del interior terrestre no son conocidas, fueron desarrollados de manera casi simultánea dos modelos. Henry Pratt propuso una profundidad de compensación constante , como consecuencia, las variaciones de la topografía están asociadas a cambios laterales en la densidad. Por otra parte, George Airy asumió una densidad constante, lo cual implica una profundidad de compensación variable. Actualmente existen tres modelos isostáticos:
Modelo de Pratt-Hayford[editar ] El modelo de Pratt fue desarrollado para propósitos geodésicos por Hayford. El modelo asume una profundidad de compensación consante. La densidad en ausencia de topografía sería . La condición de equilibrio isostásico para una dada columna i será: En los continentes:
En los océanos:
Donde
es la densidad del agua de mar:
Modelo de Airy-Heiskanen[editar ] El modelo de Airy fue desarrollado para aplicaciones geodésicas por Heiskanen. El modelo Airy-Heiskanen es similar al de un iceberg flotando. En lugar de hielo tenemos material cortical de densidad y en lugar de agua de mayor densidad tenemos material del manto de densidad . Si existe una elevación (como una montaña) sobre la superficie, debe existir una correspondiente raíz que se introduce dentro del manto. Como el material cortical es de menor densidad que el material del manto, existirá una fuerza de empuje que equilibre la fuerza de atracción gravitatoria de las montañas. Un mecanismo similar tiene lugar por debajo de los océanos. Como el agua de mar tiene menor densidad inducirá una raíz negativa, es decir, una corteza más fina por debajo de los océanos. En los continentes:
En los océanos:
Modelo de Vening Meinesz[editar ] Más conocido como modelo de isostasia regional o flexión litosférica, este modelo fue propuesto en la década de 1950 a partir de estudios que Vening Meinesz realiza en los Himalayas que mostraban una raíz cortical menor de lo que predecía la teoría de Airy.
Según este modelo, la litosfera actúa como una placa elástica y su rigidez inherente distribuye las cargas topográficas sobre una región, en lugar de hacerlo por columnas.
Isostasia local vs. isostasia regional[editar ] Desde que se extendió el concepto de isostasia, la idea predominante era que el equilibrio isostático se alcanzaba localmente, en cada columna de la corteza terrestre, como si la flotabilidad en cada punto de la corteza fuera independiente de las columnas contiguas. Es decir, como si los movimientos necesarios para reajustar el equilibrio isostático fuesen independientes entre dos puntos cualesquiera y no se transmitiesen lateralmente. Aunque en la década de 1880 Grove Karl Gilbert propuso un comportamiento rígido de la corteza en respuesta a la desaparición del Lago Bonneville, la fuerza y simplicidad del modelo isostático local era tal que perduró hasta los trabajos de Felix Andries Vening Meinesz en la década de 1950, cuando la tectónica de placas comenzó a ser adoptada 1 mayoritariamente.Vening Meinesz mostró que la corteza oceánica está flexionada o doblada bajo el peso de volcanes marinos de forma similar a una placa delgada, transmitiendo el hundimiento debido a su peso más allá del propio edificio volcánico. Aunque el modelo isostático local sigue siendo utilizado como primera aproximación al cálculo de movimientos isostáticos en respuesta a deglaciaciones, vulcanismo u orogénesis, es ahora comúnmente aceptado que la capa externa de la tierra tiene cierta rigidez y que se comporta como una placa delgada, elástica en primera aproximación. A este proceso se le llama isostasia regional o flexión litosférica. El comportamiento flexural de la litosfera depende fundamentalmente del espesor elástico de la litosfera.
Flexión litosférica La flexión litosférica (también llamada isostasia regional) es el proceso por el cual la litosfera (capa más externa resistente de la Tierra) se curva bajo la acción de fuerzas como el peso de un orógeno o las (des)glaciaciones. La litosfera es una lámina con cierta rigidez que descansa sobre una capa terrestre que en escalas de tiempo geológicas se comporta como un fluido viscoso (astenosfera) y tiende a alcanzar el equilibrio 1 isostático. Bajo fuerzas externas (particularmente las verticales, como la carga producida por el apilamiento tectónico de un orógeno), la litosfera se dobla o flexiona sobre la astenosfera como si se tratara de una 'placa delgada'. El proceso sirve para medir el espesor elástico de la litosfera, que está relacionado con la rigidez de la capa externa de la Tierra. Los cálculos de flexión litosférica suelen realizarse siguiendo la formulación de curva elástica usada para la deformación de vigas (flexión de Euler-Bernoulli), o alternativamente la teoría de placas (ecuación de Lagrange, flexión de Love-Kirchhoff).
