32-5 Plávajúce kontinenty

32-1 Čím hlbšie, tým teplejšie; 32-2 Zemetrasenia; 32-3 Prečo je teplé vnútro Zeme?; 32-4 Pohoria hore a dole; 32-5 Plávajúce kontinenty; 32-6 Stúpanie hôr; 32-7 Platňová tektonika; 32-8 Magnetické pole Zeme; 32-9 Fyzika atmosféry;

Úlohy

32-4 Pohoria hore a dole

32-5 Plávajúce kontinenty

Existenciu kontinentov oddelených od seba hlbokými oceánmi môžeme vysvetliť tiež pomocou teórie izostatickej rovnováhy .

Najväčšia vrchná časť kôry pozostáva zo žule, ktorej hustota je $2, 7 g/cm^{3}$ , kým hlbšie položenú časť tvorí čadič hustoty $2, 9 g/cm^{3}$ . Kým súše, kontinenty predstavujú relatívne hrubú vrstvu žule, vrstva žule na dne oceánov je tenšia, alebo chýba úplne.

Na kontinenty môžeme hľadieť tak, akoby telesá s nižšou hustotou (žula) plávali na hustejšej plastickej látke (čadiči), podobne tomu, ako plavú ľadovce na vode (obr. 32.5).

Archimedov zákon – vo výrazne väčšej mierke než v laboratóriu – môžeme použiť aj tu. Obrázok 32.6 ukazuje len veľmi schematicky kontinent plávajúci na hmote plášťa. Priemerná výška kontinentov nad hladinou mora je $840 m$ priemerná hĺbka oceánov je okolo $3688 m$ . Vonkajší povrch plášťa v bode A pod kontinentmi a v bode B pod oceánmi je na jednej úrovni, preto v týchto bodoch musí byť rovnaký tlak. Pokiaľ by tomu tak nebolo, potom by plastická hmota plášťa tiekla od miesta s väčším tlakom k miestu s nižším tlakom, kým by sa tlaky nevyrovnali.

Pre tlaky v bodoch A a B môžeme napísať (podľa vzťahu $p = ρ h,$ a v základných jednotkách SI)

$\begin{array}{rcl} p_{A} & = & 2700 (d + 3880 + 840) = 2700 d + 12, 74 \times 1 0^{6} \\ p_{B} & = & 2900 d + 1000 (3880 + 840) = 2900 d + 4, 72 \times 1 0^{6}, \end{array}$

teda

$\begin{array}{rcl} 2700 d + 12, 74 \times 1 0^{6} & = & 2900 d + 4, 72 \times 1 0^{6} \\ 200 d & = & 8, 02 \times 1 0^{6} \\ d & = & 40 100 m \approx 40 km . \end{array}$

Žulová tabula tvoriaca kontinenty má teda hrúbku $d + (3, 88 + 0, 84) km = 44, 82 km .$ Tento výsledok je v dobrej zhode s výsledkami zo seizmických meraní. Seizmické vlny (vlny deformácií vznikajúce pri zemetrasení) sa totiž čiastočne odrážajú od rozhrania žuly a čadiča pod kontinentmi; meraním času, než odrazená vlna dorazí späť, a zo znalosti hustoty prostredia sa dá celkom presne určiť hrúbka žulovej vrstvy kontinentálnej dosky. Tieto merania potvrdili, že hrúbka žulovej dosky pod pohoriami ako Skalnaté hory, či Alpy sú hrubšie, než pod pláňami Kansasu, či Francúzska.

pevnina — Obr. 32.6:Zjednodušený náčrt plávania pevniny.

Usporiadanie kôry Zeme pod povrchovými masami hrá dôležitú úlohu vo vytváraní profilu našej planéty. Došlo napríklad výraznému izostatickému vyrovnávaniu počas dôb ľadových, keď značná časť Severnej Ameriky a Európy bola pokrytá ľadovcami. Pod tiažou ľadu sa severné časti týchto kontinentov výraznejšie ponorili do plastickej čadičovej vrstvy, teraz, keď sa väčšia časť ľadovcov stiahla, roztopila, sa tieto časti znova vyzdvihli do výšok spred doby ľadovej, vďaka čomu pozorujeme pomalý pokles hladiny morí a oceánov pri brehu severských štátov.

32-6 Stúpanie hôr