Examen geologie: vraagje isostatie

Fuwisu

Ik heb morgen examen geologie, vooral handelend over platentektoniek enzo. Nu gaat er een heel hoofdstuk over de zogenaamde isostatieproef van George Airy (die met een schietlood aan een berg ging staan en verwachtte dat het de richting van de berg zou opwijzen).

Nu dacht ik dat een schietlood naar de kant wees met de hoogste dichtheid. In mijn cursus staat dat zijn schietlood naar de zee en de lucht wees.

Aangezien er onderaan een berg een bergwortel zit met een grote dichtheid, massa en dikte leek het mij logisch dat het deze kant zou opwijzen. Maar nee...

Ook staat er dat onder zeeen en vlakten de gravitatie hoger ligt.

Kan er iemand mij simpel uitleggen wat deze proef nu eigenlijk aantoont? Dat er een bergwortel bestaat? En kan iemand mij zeggen welk dat nu de hoogste gravitatie heeft? Een bergwortel of zee/vlakte....

Bedankt

Wouter_Masselink

http://en.wikipedia.org/wiki/George_Airy

Jan van de Velde

Nu dacht ik dat een schietlood naar de kant wees met de hoogste dichtheid.

Dat doet het ook. In de richting van de grootste zwaartekracht.

In mijn cursus staat dat zijn schietlood naar de zee en de lucht wees.

Naar de lucht??????

Stel je overigens geen spectaculaire afwijkingen voor, dat schietlood hing echt geen volle graden scheef.

De aarde streeft ernaar een perfecte bol te zijn. Uitgaande van een vloeibare kern waarop vast materiaal drijft, moet dat volgens Airy betekenen dat daar waar meer materiaal drijft (berg) de dichtheid van het materiaal onder de berg kleiner moet zijn om die berg omhoog te houden.

Hieronder een plaatje van een ijsberg in water.

Normaal bevindt zich zowat 90 % van een ijsberg onder water. Als er meer boven water steekt, moet er dus ook meer onder zitten, want anders zou het vanzelf zakken tot er weer "isostatisch evenwicht" was. De dichtheid van ijs is geringer dan die van water, anders zou ijs niet drijven. Ga nou net als Airy aan de voet van die berg staan. Normaal wordt dat schietlood loodrecht naar het middelpunt van de aarde getrokken, maar dat is ook maar een resultante van alle aantrekkingskrachten die elk afzonderlijk stukje aarde op dat schietlood uitoefent. Van al die triljarden krachtvectoren heb ik er twee getekend, een die gaat dóór de wortel van de ijsberg die het hoogste stuk ijsberg omhoog houdt, en een die (onder een gelijke, maar t.o.v. de loodlijn tegengestelde hoek) door een dunner stuk ijsberg gaat. In de richting naar linksonder bevindt zich meer massa, want over dezelfde afstand heb je meer water en minder ijs dan in de richting naar rechtsonder. Het schietlood zal dus onvermijdelijk een beetje naar links gaan hangen.

Aangezien er onderaan een berg een bergwortel zit met een grote dichtheid, massa en dikte leek het mij logisch dat het deze kant zou opwijzen. Maar nee...

Voila, de dichtheid van die bergwortel mag hoog zijn, ze is geringer dan de dichtheid van het materiaal waar die aardkorst op drijft.

Een oceanische plaat moet dus uit vrij zwaar (dicht) materiaal bestaan, want het water dat erop ligt heeft een veel geringere dichtheid dan de steen op de continentale platen, en toch zinken ze dieper weg.

Ook staat er dat onder zeeen en vlakten de gravitatie hoger ligt.

Dat kan ik niet helemaal thuis brengen. De dichtheid van het materiaal eronder zal hoger zijn, want anders zou het niet zo "diep" liggen. Maar gravitatie heeft ook nog veel te maken met afstand tot het massamiddelpunt van de aarde, omgekeerd evenredig met het kwadraat van die afstand zelfs. Vandaar dat je op de polen (kortere afstand tot het middelpunt der aarde, en dus ook minder materiaal onder je voeten) tóch een grotere zwaartekracht ondervindt. Dus of ze nou duiden op dat dichtheidseffect of op dat afstandseffect is me niet duidelijk.

Zwam

Aangezien er onderaan een berg een bergwortel zit met een grote dichtheid, massa en dikte leek het mij logisch dat het deze kant zou opwijzen.

Een gebergtewortel heeft een lagere dichtheid, vandaar dat het gebergte dan ook zal "bovendrijven". Als het geheel in isostatisch evenwicht is, dan zal de massa onder elk punt, vanaf de hoogte van de top van het gebergte, gelijk zijn.

Vgl met Archimedes.

Een houtblok met een massadichtheid van half die van water zal half boven water drijven. Zo zal de massa onder elk punt, boven de houtblok, hetzelfde zijn als elders boven water. Begrijpbaar?

Jan van de Velde

Zwam schreef:

Een gebergtewortel heeft een lagere dichtheid,

moet je er voor de duidelijkheid ook wel even bij vermelden ten opzichte van wat die dichtheid lager is. Het is namelijk volgens mij niet zo dat zich onder een gebergte per definitie een gesteente bevindt met een lagere dichtheid dan die van de formaties onder laagvlakten.

Zwam

Zwam schreef:
Een gebergtewortel heeft een lagere dichtheid,
moet je er voor de duidelijkheid ook wel even bij vermelden ten opzichte van wat die dichtheid lager is. Het is namelijk volgens mij niet zo dat zich onder een gebergte per definitie een gesteente bevindt met een lagere dichtheid dan die van de formaties onder laagvlakten.

Ik bedoelde wel degelijk een grotere dichtheid dan die van de formaties onder laagvlakten,

maar inderdaad, ik had ongelijk.

Ik zocht op en dacht beter na,

de korst is bij gebergtes dikker, waardoor die dieper in de mantel drijft.

Maar de dichtheden zijn gelijk met die van formaties onder laagvlaktes.

Vergelijk met een grote en kleine blok hout die op het water drijven,

maar dezelfde dichtheid hebben. De grote blok zal dieper in het water steken,

en ook verder erbovenuit steken...

Hopelijk maakte ik gistren zo geen fouten op mn aardwetenschappen examen...

(geologie-achtig vak, wat meer inhoud)

Jan van de Velde

http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/...p3?img_id=15364

Afbeelding

Note: one mGal (milligal) is equal to an acceleration of one thousandth of a centimeter per second per second, which is approximately one millionth of the average strength of Earths gravity field (980 centimeters per second per second).

rood zijn de gebieden met een hoger dan gemiddelde zwaartekrachtversnelling, blauw is lager. Je ziet dat op macro-schaal dat verhaal van Airy niet opgaat. Wat wél opvalt is dat de meeste gebieden met hoger dan gemiddelde zwaartekrachtversnelling een grote vulkanische of seismische activiteit kennen. Een kleine hot-spot als Hawaii springt er duidelijk uit. Daar zit overal veel zwaar vloeibaar gesteente vlak onder een dunne korst.

Hans Erren

helaas, juist bij de andes gaat het verhaal van airy wel op...

Afbeelding

Jan van de Velde

helaas, juist bij de andes gaat het verhaal van airy wel op...

Ik vind dat niet helaas, maar ik vind dat wel frappant. Hoe rijmen we die doorsnee van Hans Erren's plaatje met dat zwaartekrachtplaatje van de NASA?? Waar ligt die rode streep van NASA's plaatje in de Andes nou eigenlijk precies op Hans Erren"s plaatje? Ik word er niet meer goed wijs uit.

Als we bijvoorbeeld naar de Himalaya kijken zou ik zeggen dat de rode vlek onder de Tibetaanse hoogvlakte ligt, en de blauwe vlek van de lagere zwaartekracht juist onder het hooggebergte. Dat lijkt weer veel op Airy. Als ik het goed inschat tenminste.

Hans Erren

helaas, juist bij de andes gaat het verhaal van airy wel op...
Ik vind dat niet helaas, maar ik vind dat wel frappant. Hoe rijmen we die doorsnee van Hans Erren's plaatje met dat zwaartekrachtplaatje van de NASA?? Waar ligt die rode streep van NASA's plaatje in de Andes nou eigenlijk precies op Hans Erren"s plaatje? Ik word er niet meer goed wijs uit.

Als we bijvoorbeeld naar de Himalaya kijken zou ik zeggen dat de rode vlek onder de Tibetaanse hoogvlakte ligt, en de blauwe vlek van de lagere zwaartekracht juist onder het hooggebergte. Dat lijkt weer veel op Airy. Als ik het goed inschat tenminste.

Het NASA plaatje toont de free air anomaly, die is positief over de Andes en Tibet. Als je de bouguer anomalie (

\( 0.4185\rho h\)

)uitrekent, haal je de massa van het gesteente boven zeeniveau weg, wat dan overblijft is een negatieve anomalie als gevolg van de lichte gebergtewortel)

Bouguer kaartje

Afbeelding

dichtheidsmodel van dwarsprofiel

Afbeelding

hier zie je de verschillen tussen de bouguer en de free air anomaly in de Andes (plaatje is 1703x1205 pixels)

http://www.earth.ox.ac.uk/~tony/watts/teac...my/profiles.jpg

http://www.earth.ox.ac.uk/~tony/watts/teac.../resources.html

Jan van de Velde

In een woord schitterend Hans......

Van Airy had ik al gehoord, die Bouguer kende ik nog niet. Nou valt er een berg dingen op zijn plaats voor me. Bedankt...

nou voor alle zekerheid nog een vraag, want anders heb ik eerder in dit topic onbedoeld zitten liegen. Die gebergtewortel bestaat toch niet per definitie uit een gesteente met minder dan gemiddelde dichtheid? Het hele effect wordt toch voornamelijk veroorzaakt doordat dat gesteente een geringere dichtheid heeft dan het vloeibare gesteente eronder?

Hans Erren

Jan van de Velde schreef:In een woord schitterend Hans......

Van Airy had ik al gehoord, die Bouguer kende ik nog niet. Nou valt er een berg dingen op zijn plaats voor me. Bedankt...

nou voor alle zekerheid nog een vraag, want anders heb ik eerder in dit topic onbedoeld zitten liegen. Die gebergtewortel bestaat toch niet per definitie uit een gesteente met minder dan gemiddelde dichtheid? Het hele effect wordt toch voornamelijk veroorzaakt doordat dat gesteente een geringere dichtheid heeft dan het vloeibare gesteente eronder?

een zwaartekrachtanomalie is altijd een relatieve maat, in nederland komt die bijvoorbeeld voor in de peelslenk in helmond, omdat deze gevuld is met lichtere zanden tenopzichte van de dichte gesteenten onder nijmegen en valkenswaard

Afbeelding

bij gebergtewortels als de andes inderdaad omdat de wortel (granitisch) een geringere dichtheid heeft dan de mantel (basaltisch)

Afbeelding

Jan van de Velde

Heb ik geen leugentjes verteld dus. Ik meende even dat ik het verkeerd begrepen kon hebben....

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Examen geologie: vraagje isostatie

Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie

Re: Examen geologie: vraagje isostatie