Введение
Геологическое поднятие поверхности Земли, обусловленное тектоникой плит. Тектоническое поднятие – это геологическое поднятие поверхности Земли, вызванное тектоникой плит. Хотя изостатическая реакция важна, увеличение средней высоты региона может произойти только в ответ на тектонические процессы утолщения земной коры (например, горообразование), изменения в распределении плотности коры и нижележащей мантии, а также флексурную поддержку, возникающую при изгибе жесткой литосферы. Тектоническое поднятие приводит к денудации (процессам разрушения земной поверхности), поднимая погребенные породы ближе к поверхности. Этот процесс также может перераспределять значительные нагрузки из приподнятых областей в топографически более низкие, тем самым стимулируя изостатическую реакцию в зоне денудации (которая может вызвать локальное поднятие коренных пород). Геологи могут оценить время, величину и скорость денудации, используя петрологические и геотермические исследования.
Tectonic uplift is the geologic uplift of Earth's surface that is attributed to plate tectonics. While isostatic response is important, an increase in the mean elevation of a region can only occur in response to tectonic processes of crustal thickening (such as mountain building events), changes in the density distribution of the crust and underlying mantle, and flexural support due to the bending of rigid lithosphere. Tectonic uplift results in denudation (processes that wear away the earth's surface) by raising buried rocks closer to the surface. This process can redistribute large loads from an elevated region to a topographically lower area as well – thus promoting an isostatic response in the region of denudation (which can cause local bedrock uplift). The timing, magnitude, and rate of denudation can be estimated by geologists using pressure temperature studies.
Удебление коры
Уплотнение коры имеет восходящую компоненту движения и часто происходит при наваложении континентальной коры на континентальную кору. По сути, чешуи (надвиги) от каждой плиты сталкиваются и начинают накладываться друг на друга; свидетельства этого процесса можно увидеть в сохранившихся офиолитных чешуях (сохранившихся в Гималаях) и в породах с инвертированным метаморфическим градиентом. Сохранившийся инвертированный метаморфический градиент указывает на то, что чешуи накладывались друг на друга настолько быстро, что горячие породы не успели достичь равновесия, прежде чем быть надвинутыми на холодные породы. Процесс наслоения чешуй может продолжаться лишь до определенного момента, поскольку гравитация в конечном итоге не позволит дальнейшего вертикального роста (существует предел вертикального роста гор).
Распределение плотности коры и нижней мантии
Хотя возвышенные поверхности горных хребтов в основном являются результатом утолщения земной коры, существуют и другие силы, ответственные за тектоническую активность. Все тектонические процессы обусловлены силой гравитации при наличии разницы в плотности. Хорошим примером является крупномасштабная циркуляция мантии Земли. Латеральные изменения плотности вблизи поверхности (например, образование, охлаждение и субдукция океанических плит) также приводят в движение плиты. Динамика горных хребтов определяется различиями в гравитационной энергии целых столбцов литосферы (см. изостазию). Если изменение высоты поверхности представляет собой изостатически компенсированное изменение толщины коры, то скорость изменения потенциальной энергии на единицу площади поверхности пропорциональна скорости увеличения средней высоты поверхности. Наибольшая работа против силы тяжести требуется при изменении толщины коры (а не литосферы).
Литосферная флексия
Литосферное сгибание — это процесс изгиба литосферы под действием сил, таких как вес растущего орогена или изменения толщины льда, связанные с оледенением. Литосфера покоится на астеносфере — вязком слое, который в геологическом времени ведет себя подобно жидкости. Таким образом, под нагрузкой литосфера постепенно достигает изостатического равновесия. Например, литосфера со стороны океана от океанической впадины в зоне субдукции будет изгибаться вверх благодаря упругим свойствам земной коры.
Оргенное поднятие
Орогенное поднятие является результатом столкновений тектонических плит и приводит к образованию горных хребтов или более умеренному поднятию на обширной территории. Наиболее ярким примером орогенного поднятия, пожалуй, является континентальное столкновение коры. В этом процессе два континента срастаются, формируя крупные горные системы. Столкновение Индийской и Евразийской плит служит наглядным примером масштабов, которых может достичь орогенное поднятие. Интенсивное надвиговое трещинование (Индийской плиты под Евразийскую) и складчатость ответственны за соединение этих двух плит. Столкновение Индийской и Евразийской плит привело к образованию Гималаев и также вызвало утолщение коры в направлении Сибири. Памир, Тянь-Шань, Алтай, Гиндукуш и другие горные пояса – все это примеры горных хребтов, образовавшихся в результате столкновения Индийской и Евразийской плит. Озаркское плато – это обширная поднятая область, возникшая в результате пермской орогенезии Оуачиты на юге штатов Арканзас, Оклахома и Техас. Другим подобным поднятием является поднятие Ллано в Техасе, географическое образование, названное в честь своих поднятых структур. Колорадское плато, включающее Большой Каньон, является результатом масштабного тектонического поднятия, за которым последовала речная эрозия. Когда горы поднимаются медленно, будь то в результате орогенного поднятия или других процессов (например, изостатического восстановления после оледенения), может образоваться необычная форма рельефа, известная как водный прорыв. В этих местах эрозия, вызванная рекой, происходит быстрее, чем поднятие гор, что приводит к образованию ущелья или долины, проходящей сквозь горный хребет от низменности с одной стороны до аналогичной низменности с другой. Примерами таких водных прорывов являются ущелье Манавату в Новой Зеландии и ущелье Камберленд в штате Мэриленд.
Изостатическое поднятие
Удаление массы из области будет изостатически компенсировано подъёмом коры. Если учитывать типичные плотности коры и мантии, эрозия в среднем 100 метров породы на обширной, однородной поверхности вызовет изостатический подъём коры примерно на 85 метров и лишь 15-метровое снижение средней высоты поверхности. Примером изостатического поднятия является постледниковый отскок, происходящий после таяния ледниковых щитов. Регион Гудзонова залива в Канаде, Великие озёра Канады и Соединённых Штатов, а также Фенноскандия в настоящее время испытывают постепенный подъём в результате таяния ледниковых щитов 10 000 лет назад. Утолщение коры, которое, например, в настоящее время происходит в Гималаях из-за континентального столкновения между Индийской и Евразийской плитами, также может приводить к поднятию поверхности; однако, из-за изостатического опускания утолщённой коры, величина поднятия поверхности будет составлять лишь одну шестую от величины утолщения коры. Поэтому на большинстве зон конвергенции изостатический подъём играет относительно небольшую роль, а формирование высоких пиков в большей степени связано с тектоническими процессами. Прямые измерения изменения высоты земной поверхности могут использоваться для оценки скорости эрозии или поднятия коренных пород только при известных других факторах (таких как изменения средней высоты поверхности, объём эродированного материала, временные рамки и задержки изостатического ответа, изменения плотности коры).
Коралловые острова
В некоторых случаях тектоническое поднятие можно наблюдать на коралловых островах. Это подтверждается наличием различных океанических островов, полностью состоящих из кораллов, которые по-другому можно было бы принять за вулканические острова. Примеры таких островов встречаются в Тихом океане, в частности, три фосфатных островка Науру, Макатеа и Банаба, а также Маре и Лифу в Новой Каледонии, Фату-Хуку на Маркизских островах и остров Хендерсон на Питкэрнских островах. Поднятие этих островов является следствием движения океанических тектонических плит. Погруженные острова или гайоты с коралловыми рифами образуются в результате опускания земной коры, поскольку океаническая плита перемещает острова в более глубокие участки океанического дна.
Поднимание против эксгумации
Слово "подъем" обозначает перемещение, направленное против вектора силы тяжести, при этом перемещение определяется только при указании объекта перемещения и системы отсчета. Molnar и England. Величину эксгумации, которой подверглась горная порода, можно оценить с помощью геотермобарометрии (измерения предыдущей истории давления и температуры породы или агрегата). Знание истории давления и температуры в регионе позволяет оценить окружающий геотермальный градиент и границы процесса эксгумации; однако геобарометрические/геотермометрические исследования не предоставляют скорости эксгумации (или какой-либо информации о времени). Скорости эксгумации можно оценить по трекам деления и по радиометрическим датам, при условии, что можно оценить тепловой профиль.