Tektonisk lyft - Tectonic uplift
Tektonisk upplyftning är den geologiska upplyftningen av jordens yta som tillskrivs plåtektonik . Även om isostatisk respons är viktig kan en ökning av den genomsnittliga höjden av en region endast ske som svar på tektoniska processer av skorpeförtjockning (såsom bergsbyggnadshändelser ), förändringar i täthetsfördelningen av skorpan och underliggande mantel och böjstöd på grund av till böjning av styv litosfär .
Effekterna av denudation (processer som försvagar jordytan) bör också övervägas. Inom ramen för detta ämne hänför upplyftande sig till förnekelse genom att försvinnande för nedgrävda stenar närmare ytan. Denna process kan också omfördela stora laster från en upphöjd region till ett topografiskt lägre område och därmed främja ett isostatiskt svar i området för denudation (vilket kan orsaka lokal berggrundslyftning). Tidpunkten, storleken och hastigheten för denudation kan uppskattas av geologer med hjälp av tryck-temperaturstudier.
Skorpeförtjockning
Skorpeförtjockning har en uppåtriktad rörelsekomponent och uppträder ofta när kontinental skorpa trycks på kontinental skorpa. I grund och botten blöjor (tryckplattor) från varje platta kolliderar och börjar stapla varandra ovanpå varandra; bevis på denna process kan ses i bevarade ofiolitiska blöjor (bevarade i Himalaya) och i stenar med en inverterad metamorf gradient . Den bevarade inverterade metamorfa lutningen indikerar att blöjor faktiskt staplades ovanpå varandra så snabbt att heta stenar inte hade tid att jämviktas innan de kastades ovanpå svala stenar. Processen med nappstapling kan bara fortsätta så länge, eftersom tyngdkraften så småningom kommer att tillåta ytterligare vertikal tillväxt (det finns en övre gräns för vertikal bergtillväxt).
Densitetsfördelning av skorpan och underliggande mantel
Även om de upphöjda ytorna i bergskedjor huvudsakligen beror på skorpeförtjockning, finns det andra krafter i spel som är ansvariga för den tektoniska aktiviteten. Alla tektoniska processer drivs av gravitationskraft när densitetsskillnader är närvarande. Ett bra exempel på detta skulle vara storskalig cirkulation av jordens mantel . Laterala densitetsvariationer nära ytan (såsom skapande, kylning och subduktion av oceaniska plattor ) driver också plattans rörelse.
Bergskedjans dynamik styrs av skillnader i gravitationspotentialen för hela kolonnerna i litosfären (se isostasi ). Om en ändring av ythöjden representerar en isostatiskt kompenserad förändring av skorptjockleken är förändringshastigheten för potentiell energi per ytenhet proportionell mot ökningstakten för den genomsnittliga ythöjden. De högsta arbeten mot tyngdkraften krävs när skorpans tjocklek (inte litosfären ) ändras.
Litosfärisk böjning
Litosfär på havssidan av en oceanisk dike vid en subduktionszon kommer att kurva uppåt på grund av jordskorpans elastiska egenskaper .
Orogenhöjning
Orogenhöjning är resultatet av kollisioner med tektoniska plattor och resulterar i bergskedjor eller en mer blygsam höjning över en stor region. Kanske den mest extrema formen av orogenhöjning är en kontinentalkontinental skorpekollision. I denna process sys två kontinenter samman och stora bergskedjor produceras. Kollisionen mellan indiska och eurasiska plattor är ett bra exempel på i vilken utsträckning orogenhöjning kan nå. Fel på kraftiga dragkrafter (av den indiska plattan under den eurasiska plattan) och vikning är ansvariga för sammanfogningen av de två plattorna. Kollisionen mellan de indiska och eurasiska plattorna producerade inte bara Himalaya utan är också ansvarig för skorpeförtjockning norrut till Sibirien . De Pamir , Tian Shan , Altai , Hindukush och andra bergs bälten är alla exempel på bergskedjor bildade som svar på kollisionen av den indiska med den eurasiska plattan. Deformation av kontinental litosfär kan ske i flera möjliga lägen.
Den Ozark Plateau är en bred upplyft område som resulterade från Permian Ouachita Orogeny söderut i delstaterna Arkansas , Oklahoma och Texas . En annan relaterad upplyftning är Llano Uplift i Texas , en geografisk plats uppkallad efter dess upplyftningsfunktioner.
Den Colorado platån som inkluderar Grand Canyon är också ett resultat av bred tektoniska höjningen följt av floden erosion.
När berg stiger långsamt, antingen på grund av orogenhöjning eller andra processer (t.ex. återhämtning efter isbildning), kan en ovanlig egenskap som kallas ett vattengap uppstå. I dessa sker erosion från ett vattendrag som en flod snabbare än bergslyftning, vilket resulterar i en ravin eller dal som går genom ett bergskedja från lågtliggende land på ena sidan till liknande land på den andra. Exempel på sådana vattengap inkluderar Manawatu Gorge i Nya Zeeland och Cumberland Narrows i Maryland, USA.
Isostatisk upplyftning
Avlägsnandet av massa från en region kommer att kompenseras isostatiskt av skorpa-rebound. Om vi tar hänsyn till typiska skorp- och manteltätheter kommer erosion av i genomsnitt 100 meter sten över en bred, enhetlig yta att skorpan återställs isostatiskt cirka 85 meter och orsakar endast en 15 meter förlust av den genomsnittliga ythöjningen. Ett exempel på isostatisk upplyftning skulle vara efter-glacial rebound efter smältning av kontinentala glaciärer och isark . Den Hudson Bay regionen Kanada , den Great Lakes i Kanada och USA , och Fennoskandien genomgår för närvarande gradvis uppgång till följd av smältande inlandsisar 10.000 år sedan.
Skorpeförtjockning, som till exempel för närvarande förekommer i Himalaya på grund av den kontinentala kollisionen mellan de indiska och de eurasiska plattorna, kan också leda till ytlyft; men på grund av den isostatiska sjunkningen av förtjockad skorpa kommer ytlyftets storlek bara att vara ungefär en sjättedel av mängden skorpeförtjockning. Därför, i de flesta konvergerande inställningar spelar isostatisk upphöjning en relativt liten roll och hög toppbildning kan mer tillskrivas tektoniska processer. Direkta mått på höjdförändringen på landytan kan endast användas för att uppskatta erosion eller berghöjningshastigheter när andra kontroller (såsom förändringar i genomsnittlig ythöjd, volym av eroderat material, tidsskalor och eftersläpningar av isostatisk respons, variationer i skorpedensitet) är känd.
Korallöar
I några få fall kan man se tektonisk upphöjning i fallet med korallöar . Detta bevisas av närvaron av olika oceaniska öar som helt består av koraller , som annars verkar vara höga öar ( dvs. öar av vulkaniskt ursprung). Exempel på sådana öar finns i Stilla havet , särskilt de tre fosfat holmar , Nauru , Makatea och Banaba samt Maré och Lifou i New-Caledonia , Fatu Huku på Marquesasöarna och Henderson Island i Pitcairn Islands . Upplyftningen av dessa öar är resultatet av förflyttningen av oceaniska tektoniska plattor. Sjunkna öar eller klyvar med sina korallrev är resultatet av jordskorpans nedsänkning eftersom havsplattan bär öarna till djupare eller lägre havsskorpområden.
Upplyftning mot grävning
Ordet "upplyftning" hänför sig till förskjutning i motsats till tyngdkraftsvektorns riktning, och förskjutning definieras endast när föremålet som förskjuts och referensramen är specificerad. Molnar och England identifierar tre typer av förskjutning på vilka termen "upphöjning" tillämpas:
- Förskjutning av jordens yta i förhållande till geoiden . Detta är vad vi kallar "ytlyft"; och ytlyft kan definieras genom medelvärdet av höjden och förändringar i höjden över ytarealer av en viss storlek.
- "Upplyftning av stenar" avser förskjutning av stenar med avseende på geoiden.
- Förskjutningen av stenar i förhållande till ytan kallas uppgrävning .
Denna enkla ekvation relaterar till de tre typerna av förskjutning:
- Ytlyft = höjning av sten - uppgrävning
Uttrycket geoid används ovan för att betyda medelhavsnivå och är en bra referensram. En given förskjutning inom denna referensram tillåter en att kvantifiera mängden arbete som utförs mot tyngdkraften.
Det kan vara svårt att mäta upplyftning och uppgrävning. För att mäta höjningen av en punkt krävs att man mäter höjdförändringen - vanligtvis försöker geovetenskapsmän inte bestämma höjningen av en enda punkt, utan snarare lyftningen över ett angivet område. Följaktligen måste höjdförändringen av alla punkter på ytan av det området mätas och erosionshastigheten måste vara noll eller minimal. Dessutom måste sekvenser av stenar som deponerats under upplyftningen bevaras. Det behöver inte sägas att i bergskedjor där höjder ligger långt över havsnivån är dessa kriterier inte alltid lätt uppfyllda. Paleoklimatiska restaureringar kan dock vara mycket värdefulla; dessa studier involverar slutsatser av klimatförändringar i ett intressant område från förändringar med tiden för flora / fauna som är känt för att vara känsliga för temperatur och nederbörd. Storleken på uppgrävningen som en sten har utsatts för kan härledas från geobarometri (mätning av tidigare tryck och temperaturhistoria för en sten eller sammansättning). Att känna till tryck- och temperaturhistoriken i ett område kan ge en uppskattning av den omgivande geotermiska gradienten och gränserna för grävningsprocessen; emellertid ger geobarometriska / geotermometriska studier inte en uppgrävningshastighet (eller någon annan information i tid). Man kan härleda uppgrävningshastigheter från klyvningsspår och från radiometriska åldrar så länge man har en uppskattad termisk profil.