Isostasie

Experiment

Gebirge im Modell Physikalische Modellierung Prinzip Isostasie

Einführung Erläuterungenzu diesem Applet erstes Applet

Erläuterungen:
Das Applet veranschaulicht qualitativ den Zusammenhang zwischen erosiven / sedimentären und isostatischen Prozessen für ein stark vereinfachtes Modellgebirge.
In der Grafikausgabe des Applets ist zunächst ein Gebirge, bestehend aus verschieden hohen "ozeanischen" und "kontinentalen" Lithosphärenblöcken, zu sehen; die Bezeichnungen "ozeanisch" und "kontinental" beziehen sich dabei lediglich auf unterschiedliche Dichten. Entsprechend ihrer Höhe und ihrer jeweiligen Dichte nehmen die Lithosphärenblöcke schwimmend auf der dichteren Asthenosphäre unterschiedliche Positionen bezüglich der Obergrenze der rot dargestellten Asthenosphäre ein.
Es kann ein Erosionsbetrag für das Gebirge gewählt werden. Dieser Wert, für die 5 mittleren Blöcke des Gebirges, entspricht dem Prozentanteil des über die Asthenosphäre hinausragenden Teils des Blockes. Dividiert durch eine konstante Anzahl von Zeitschritten ergibt sich die Erosionrate für jeden Block, der erodiert wird. Zusätzlich zu den Bereichen, in denen Erosion stattfindet, gibt es drei Bereiche, in denen Sedimentation des erodierten Materials stattfindet (2 mal SG1 und SG2). Anzumerken ist hierbei, daß nicht das gesamte erodierte Material in den Sedimentationsgebieten abgelagert wird, sondern nur die Hälfte (siehe: Sedimentationsfaktor: 0.5). Der fehlende Anteil kann geologisch verschieden gedeutet werden. Z. B. kann ein Teil des erodierten Gesteins oxidiert werden und als CO₂ in die Atmosphäre gelangen. Für das Modell hat diese Annahme vorwiegend Vorteile bezüglich der grafischen Darstellung. Mit dem Doppelpfeil über dem höchsten Block des Gebirges (Wasserscheide) kann eingestellt werden, in welchem Verhältnis das erodierte Material auf die beiden Gebirgsseiten verteilt wird.
Wird der Prozess gestartet, so werden in jedem Zeitschritt die jeweiligen Blöcke gemäß ihrer Erosionsrate erodiert, das anfallende Sediment bei SG1 sedimentiert und dann das isostatische Gleichgewicht wieder hergestellt. Die Dichte des Sediments (entscheidend für die isostatische Gleichgewichtsposition der Sedimentationsblöcke) ist geringer als die aller anderen Lithosphärenkomponenten. Für die Berechnungen gelten folgende Dichten (in g/cm³): Sediment = 2.7, kontinentale Lithosphäre = 2.8, ozeanische Lithosphäre = 3.0, Asthenosphäre = 3.4. Generell sind die verwendeten Dichtewerte hinsichtlich der Dicke der durchschnittlich mächtigen ozeanischen und kontinentalen Lithosphäre nicht skaliert, die ozeanische Lithosphäre ist im Verhältnis zu dick.
Die mit SG1 gekennzeichneten Bereiche, stellen "primäre" Sedimentationsbereiche dar, d.h. in ihnen wird zunächst Sediment abgelagert. Der einzige "sekundäre" Sedimentationsbereich (SG2) wird aktiv, wenn ein bestimmtes Gefälle zum angrenzenden "primären" Sedimentationsbereich unterschritten wird. Dann findet bereits hier Sedimentation statt. Da Block SG2 auch grundsätzlich erodiert wird, liegt in solchen Fällen ein Bereich mit sowohl Erosion als auch Sedimentation vor.