Tyngdkraften sprider sig
Gravitationsspridning är ett fenomen där en geologisk kropp [ förtydligande behövs ] sträcker sig i sidled och drar ihop sig vertikalt för att minska dess gravitationella potentiella energi . Det har observerats på många olika skalor och på många platser på jorden, från ryolit- lavaflöden till passiva marginaler . Dessutom kommer gravitationsspridning sannolikt att ha inträffat på både Mars och Venus .
Skillnad från Gravity Gliding
Historiskt sett har geologer använt termerna "gravitationsspridning" och "gravitationsglidning" omväxlande eller med liten skillnad. Denna artikel följer konventionen om "Excursus on gravity gliding and gravity spreading" av DD Schultz-Ela, som definierar gravitationsspridning som en sidoförlängning och vertikal kontraktion, som alltså måste appliceras på en icke-styv kropp. Gravitationsglidning appliceras dock på ett block som inte deformeras och är därför mindre vanligt att observera. Det kan dock vara svårt att skilja mellan de två i verkliga scenarier, och ofta inträffar båda samtidigt.
Mekanism
För att gravitationsspridning ska ske måste en bergmassa drivas till deformation av gravitationen. Så länge som systemets tyngdpunkt sjunker, kan delar av systemet stiga. Naturligtvis motstår ett material normalt sådan deformation. För att gravitationsspridning ska ske differentialspänningen vara större än bergkroppens sträckgräns . Gravitationsspridning kan ses som en kulle av melass som breder ut sig, och gravitationsglidning kan föreställas som ett träblock som glider nedför en sluttning.
Exempel
Jorden
Berg
Heart Mountain i Wyoming, USA, har studerats omfattande, eftersom karbonater från ordoviciumåldern ( Madison Limestone ), sitter ovanpå en mycket yngre (~50Ma) sedimentär formation ( Willwood Formation ). Det är nu i stort sett accepterat att denna sammanställning av gamla stenar ovanpå unga är resultatet av gravitationsspridning och glidning. Fältobservationer, såsom små inre deformationer av den äldre formationen, indikerar gravitationsglidningen och spridningen av Madison Limestones. De specifika detaljerna om gravitationsspridningen är oklara, men man tror att den inducerades av Laramide Orogeny , cirka 50 Ma. Detta fick Madison Limestones att glida in i den närliggande Bighorn Basin , där den kom att vila ovanpå Willwood-formationen. Orsaken till blockrörelser diskuteras, med många modeller för att förklara hur ett så stort block kunde ha rört sig tiotals kilometer nedför en sluttning på mindre än 2°. Modellerna har varierat från smörjning genom hydrotermisk cirkulation, rörelseinitiering från vulkanisk seismicitet, till friktionsuppvärmning som dissocierar CO 2 från karbonaterna, vilket resulterar i dramatiskt minskad friktion. Den sista av dessa teorier är bland de senaste och överlägset mest spektakulära. Författarna föreställer sig initialt långsam glidning, troligen som ett resultat av ett vulkanutbrott, tills friktionsuppvärmning av karbonatstenarna skapar ett superkritiskt CO 2 -lager, vilket minskar friktionen enormt. Från denna punkt skulle glidningen ske snabbt, kanske så högt som 150 km/h.
Passiva marginaler
Gravitationsspridning i passiva marginaler uppstår när gravitationskrafterna är tillräckligt starka för att övervinna överbelastningens motstånd mot rörelse längs dess basala yta och den inre styrkan. Gravitationskrafterna är en funktion av lutningens fall och dekollementlagrets sänkning .
Lavaflöden
Ryolit-lavaflöden i nordöstra New South Wales , Australien visar liggande veck som registrerar en historia av vertikal förkortning och lateral förlängning under avsättning, i överensstämmelse med vad man kan förvänta sig av gravitationsspridning. Detta är resultatet av att lava har förskjutits av ny lava som sprutar ut från ventilen.
Mars
Satellitbilder av Mars har visat att Thaumasia-platån har stora mängder dragkraftsförkastningar, normala förkastningar och åsar. Denna spricka har resulterat i kanjoner, och kompression på framsidan av "mega-rutschbanan" har orsakat åsar och dragkraftsfel som observerats i den nedre delen av regionen. För att förklara dessa förkastningar och åsar används en fyrstegsmodell som involverar gravitationsspridning:
- Ett tjockt saltlager avsätts. Detta är möjligt i antingen våta eller torra förhållanden.
- Tharsis , en vulkanisk platå, placerades. Detta ökade både värmeflödet i området, såväl som den topografiska lutningen. Vulkanism associerad med Tharsis avsatte också aska och lavaflöden.
- Lagren av salt och is under vulkanerna gav lösgöringspunkter för initieringen av gravitationsspridning åt sydost.
- Sprickor från det basala lossningsplanet öppnade en akvifer, vilket resulterade i utsläpp av vatten och snitt av utflödeskanaler.
Venus
Det har föreslagits att den "blockiga" ytan på Venus är resultatet av gravitationsspridning. Detta antas på grund av flödesliknande strukturer som är korrelerade med topografi, och såväl som potentiella regioner av termisk höjning, och har förstärkts av markbundna analoger.