求真百科歡迎當事人提供第一手真實資料,洗刷冤屈,終結網路霸凌。

地殼均衡檢視原始碼討論檢視歷史

事實揭露 揭密真相
前往: 導覽搜尋

來自 孔夫子舊書網 的圖片

地殼均衡是全國科學技術名詞審定委員會公布的一個科技名詞。

漢字作為一種形、音、義三位一體的符號系統[1],源於日月鳥獸之形,作為中華文明之標誌[2],連接中華民族的歷史、現在和未來,方正之間充滿美感。

名詞解釋

地殼均衡(isostasy) 地質學基本理論,是描述地殼狀態和運動的一種理論。它闡明地殼的各個地塊趨向於靜力平衡的原理,即在大地水準面以下某一深度處常有相等的壓力,大地水準面之上山脈(或海洋)的質量過剩(或不足)由大地水準面之下的質量不足(或過剩)來補償。運用地殼均衡學說可以研究地球內部構造,如上地幔的起伏;還可用於大地測量學中研究大地水準面形狀,推估重力異常和計算垂線偏差等。

1749年,法國大地測量學家布格 (P.Bouguer)在南美的秘魯測量子午線弧長時,發現安第斯山脈的巨大質量產生的引力似乎特別小。隨着測量精度的提高,1854年英國大地測量學家普拉特 (J.H.Pratt)分析喜馬拉雅山南麓印度大地測量結果,發現實測的垂線偏差值比由可見地形質量算得的數值要小得多。為了解釋這種現象,他假設地殼的密度隨地形高度的增加而減少,並認為山脈象發酵的麵包一樣,是由地下物質從某一深度向上膨脹形成的。1855年英國天文學家艾里(G.B.Airy)推論,象喜馬拉雅山這樣大的山脈,物質的重量是不能由地殼來支持的,必定從地殼以下的某一深處就開始得到支撐,因此他認為地殼物質就象浮在水中的木塊。木塊高出水面越多,相應地陷入水中越深。1889 年,美國地質學家C.E.達頓第一次提出地殼均衡這個詞,並作了詳細的討論。20世紀初,J.F.海福德、海伊斯卡寧(W.A.Heiskanen)和韋寧·邁內茲(F.A.Vening Meinesz)等人進一步完善了普拉特和艾里的假想,形成3種地殼均衡學說。

各種理論

普拉特-海福德地殼均衡模型

認為大地水準面以下某一深度處存在一個等壓面,又稱均衡補償面;從大地水準面到該面的距離稱為補償深度D(圖1),此深度幾乎處處相等。地球表面之所以出現高山、平原和海洋,是由於地殼冷凝時不均勻收縮所致。從地面到均衡補償面之間每一個等截面的柱體的質量相等,也就是高度乘地殼密度ρ為常數。

艾里-海伊斯卡寧地殼均衡模型

把地殼視為較輕的均質岩石柱體(名為硅鋁層),它漂浮在較重的均質岩漿(名為硅鎂層)上,處於平衡狀態(圖2)。根據阿基米德原理可知,山愈高則陷入岩漿愈深形成山根,海愈深則岩漿向上凸出也愈高,形成反山根。這樣,較輕的山根補償山體的質量過剩,較重的反山根補償海水的質量不足。因此均衡補償面通過山根的底部。

韋寧·邁內茲地殼均衡模型

假設地殼本身是具有一定強度的彈性板,高低不等的地形質量是加在此彈性板上的負荷,它將彈性板壓彎而不破裂,使其陷入岩漿內,一直達到流體靜平衡為止(圖3)。彈性板的彎曲量和負荷的重量成正比。由於壓彎後的地殼排開了周圍的岩漿,因而產生了均衡補償。這是對艾里-海伊斯卡寧地殼均衡模型的修正,兩者不同之處在於艾里-海伊斯卡寧地殼均衡模型是把地殼處理成互不聯繫的孤立柱體,因此是局部性補償,而在韋寧·邁內茲地殼均衡模型中,由於地殼的彈性彎曲,不可能把地殼分為彼此沒有凝聚作用的孤立柱體,因此這是區域性補償。

參考文獻