II.2.1 Isostasy: the topography of the earth General - - PowerPoint PPT Presentation

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II.2.1 Isostasy: the topography of the earth General Geology for Hydrocarbons and Water Prof. Dr. G. Berto, Eleva2on changes Eleva2on [m] 1792 m

SLIDE 1

Isostasy: ¡the ¡topography ¡of ¡the ¡earth ¡

Prof. ¡Dr. ¡G. ¡Berto, ¡

General ¡Geology ¡for ¡Hydrocarbons ¡and ¡Water ¡

II.2.1 ¡

SLIDE 2

SLIDE 3

Eleva2on ¡changes ¡

20.8 ¡km ¡ 1792 ¡m ¡ 2.5 ¡ 5 ¡ 7.5 ¡ 10 ¡ 12.5 ¡ 15 ¡ 17.5 ¡

‑1 ¡

500 ¡ 1000 ¡ 1500 ¡ 20 ¡

Eleva2on ¡[m] ¡ Distance ¡[km] ¡

SLIDE 4

100 ¡

‑8000 ¡
‑4000 ¡

0 ¡ 4000 ¡ 8000 ¡ 0 ¡ 60 ¡ 40 ¡ 20 ¡ 80 ¡

Eleva2on ¡[m] ¡ Percent ¡of ¡the ¡Earth’s ¡surface ¡[%] ¡

Mount ¡Everest ¡

(8.8 ¡km) ¡

mean ¡land ¡surface ¡

(0.84 ¡km) ¡

mean ¡seafloor ¡

(3.7km) ¡

Mariana ¡Trench ¡

(-‑11.0 ¡km) ¡

Eleva2on ¡changes ¡

SLIDE 5

Isostasy ¡

“The ¡weight ¡of ¡the ¡floaIng ¡body ¡is ¡equal ¡to ¡that ¡

¡of ¡the ¡displaced ¡fluid ¡

SLIDE 6

Archimede’s ¡Law ¡

ρ2 ¡ z ¡ ρ1 ¡ h1 ¡ H ¡

( )

2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 1 1

) ( ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ − = − = − = h H H h h H h g h g

compensa2on ¡depth ¡

SLIDE 7

Density ¡ changes ¡ Thickness ¡ changes ¡

Block ¡root ¡ r= ¡10 ¡km ¡ Block ¡root ¡ r= ¡27 ¡km ¡ Block ¡height ¡ h= ¡33 ¡km ¡

ρ ¡= ¡1.0 ¡ ρ ¡= ¡2.7 ¡

CD ¡ CD ¡ Block ¡height ¡ h= ¡33 ¡km ¡ Block ¡root ¡ r= ¡30.3 ¡km ¡ Block ¡height ¡ h= ¡40.0 ¡km ¡

ρ ¡= ¡2.5 ¡

CD ¡ Block ¡root ¡ r= ¡15.2 ¡km ¡ Block ¡height ¡ h= ¡20.0 ¡km ¡

ρ ¡= ¡2.5 ¡

CD ¡

( )

2 1 2 1

ρ ρ ρ − = h H

SLIDE 8

What ¡is ¡the ¡floa2ng ¡block ¡ ¡ in ¡the ¡Earth? ¡

ρ2 ¡ z ¡ ρ1 ¡ h1 ¡ H ¡ CD ¡

Speed ¡[km·√s-‑1] ¡ Depth ¡[km] ¡

0 ¡ 100 ¡ 200 ¡ 300 ¡ 3 ¡ 3.5 ¡ 4 ¡ 4.5 ¡ 5 ¡ 5.5 ¡ 6 ¡

Crust ¡ Lithospheric ¡mantle ¡ Asthenosphere ¡ strong ¡ soQer ¡

SLIDE 9

Density ¡rela2ons ¡

crust ¡ lithospheric ¡mantle ¡ asthenosphere ¡ ρlithosphere ¡ ¡< ¡ρasthenosphere ¡

lithosphere ¡

ρconInental ¡crust ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡≈ ¡2500-‑2900kg/m3 ¡ ρlithospheric ¡mantle ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡≈ ¡3300 ¡kg/m3 ¡

ρcrus ¡< ¡ρasthenosphere ¡< ¡ρlithospheric ¡mantle ¡ The ¡crust ¡keeps ¡the ¡lithosphere ¡afloat! ¡

SLIDE 10

Con2nental ¡margin ¡

Moho ¡ LAB ¡

ceans ¡

Lithospheric ¡mantle ¡ similar ¡density ¡everywhere: ¡ ¡ 3300 ¡km/m3 ¡ Asthenosphere ¡ 3000 ¡km/m3 ¡

mountains ¡

Heavy ¡and ¡thin ¡oceanic ¡ ¡crust: ¡ 2900 ¡km/m3 ¡ Light ¡and ¡thick ¡crust: ¡ 2700 ¡km/m3 ¡