Isostasi

Tverrsnitt av jorda fra kjernen til jordskorpa som illustrerer hvordan den harde litosfæriske mantelen «flyter» over den mer plastiske astenosfæren (ikke skalariktig)

Isostasi (av gresk ἴσος (ísos) «lik», og στάσις (stásis) «stillstand») er den geologiske likevektstilstanden mellom litosfæren og astenosfæren.

Litosfæren er jordens ytre og harde skall, som ligger over Astenosfæren som er som er flytende. Når noe tungt som f.eks. en massiv fjellkjede legge på, vil jordskorpen synke litt ned og fordele lasten på miljøet uten å trykke ned på Astenosfæren. Når den tunge vekten fjernes, vil den gradvis heve tilbake oppover.

Etter at innlandsisen forsvant fra Skandinavia for ca. 11 000 år siden lettet trykket på underlaget og litosfæren flyter opp igjen. Denne landhevingsprosessen er fremdeles i gang i Skandinavia.

Historien bak isostasi

Konseptet isostasi kommer som en forklaring etter et funn fra en topografisk undersøkelse som ble gjort Nord i India i midten av 1800-tallet. Undersøkelsen gikk ut på å føre en ballong over bakkenivå og over fjell for å måle gravitasjonen ballongen ble utsatt for. Tallene de fikk over fjellet stemte ikke med kalkulasjonen om massen til fjellet. Gravitasjonen antok at fjellet hadde 1/3 av massen beregnet. Tidligere undersøkelser av gravitasjon over andre fjell hadde også samme resultat, som viste at dette ikke var en tilfeldighet, men et geologisk fenomen som de kalte for isostasi.

Airy og Pratt Modell

Airy- og Pratt modellene for isostasisk kompensasjon

Airy-modellen for isostatisk kompensasjon antar at litosfæriske blokker har samme tetthet, men ulik tykkelse. Tykkere blokker vil ha sine topper høyere og deres bunn dypere enn tynnere blokker. Dette betyr at høyere terreng indikerer en tykkere litosfære. Ifølge Airy-modellen vil kompensasjonen av kontinentale fjell i hovedsak skje ved skorpefortykning, da den kontinentale skorpen er den mest oppdriftsrike delen av litosfæren.

(h_lith ρ_lith + h_asth ρ_asth)A = (h_lith ρ_lith + h_asth ρ_asth)B

Pratt-modellen er litt annerledes. Her flyter blokkene alle til samme dybde, men har forskjellige tettheter. Høyere blokker består av mindre tette materialer, noe som tillater dem å flyte høyere, på samme måte som et skumplastark flyter høyere enn en treplank. Ifølge Pratt-modellen oppstår kompensasjonen av terreng hovedsakelig på grunn av forskjeller i tetthet, og ikke nødvendigvis på grunn av tykkelsen til litosfæren.

(h_lithρ_lith)A = (h_lithρ_lith)B

Archimedes prinsipp

Archimedes prinsipp, også kalt Oppdriftsloven, forklarer hvordan et objekt som senkes ned i en fluid, vil skape en oppdrift som er identisk med mengden væske som mistes.

Dette prinsippet hjelper å forstå fenomener som kontinentaldrift og platetektonikk. Når magma stiger opp fra mantelen gjennom sprekker i jordskorpen, illustrerer prinsippet hvordan den omkringliggende steinen presses til side og gir plass til den stigende magmamassen. På lignende vis forklarer prinsippet hvordan landmasser kan synke eller stige som et resultat av endringer i den geologiske strukturen. Gjennom anvendelsen av Archimedes Prinsipp kan geologer forstå og modellere komplekse prosesser som bidrar til formingen av jordens overflate og strukturelle utvikling over tid.

Archimedes prinsipp demonstrerer blant annet når isfjell flyter i vann. Selv om isfjellet har stor masse, flyter det delvis nedsenket i vannet på grunn av prinsippet om oppdrift. Volumet av isfjellet som er under vann, fortrenger en mengde vann med en vekt som er lik isfjellets egenvekt. Dette skyldes at isfjellets gjennomsnittlige tetthet er mindre enn vannets tetthet.

Litteratur

• Jacobshagen, Arndt, Götze, Mertmann, Wallfass: Einführung in die geologischen Wissenschaften. Eugen Ulmer, Stuttgart 2000, ISBN 3-8001-2743-1
• Mussett, A., E., & Khan, M., A. (2000) Looking into the Earth. An Introduction to Geological Geophysics. Cambridge university press

Eksterne lenker

• Sammenheng mellom erosjon, fjellheving og isostasi med Himalaya som eksempel. Geologisk institutt ved Universitetet i Freiburg