Esfuerzo por variacin lateral de densidadesplateaucratonh (corteza)r (raiz)eccmPrincpio de Isostasia: a partir de una cierta profundidad (prof. de compensacin), las presiones son hidrostticas:

pzz = c g H = c g h + m g r

H = e + h + r

r = e c/(m-cHPresin constantepzz

Plateaucratonhr eccmIsostasa: r = e c/(m-cHH = e + h + rpresin vertical, pzz, vara con la profundidad de manera diferentez z c g Hc g hc g h + m g rc g HEsfuerzo por variacin lateral de densidades

Igualdad de la presin vertical y horizontalz g zpzzA partir de algunos kilmetros de profundidad, la presin horizontal (pxx) tiende a igualarse a la presin vertical pzz, debido a las propiedades reolgicas de las rocas. Tensiones diferenciales muy grandes causan fraturacin, deformacin dctil, etc. que llevan las tensiones cerca de la situacin de equilbrio isosttico. A grandes profundidades, podemos suponer que pxx pzz. Por lo tanto, la presin horizontal en una superfcie vertical vara tambin como gz, aproximadamente.pxxpxxpzzEsfuerzo por variacin lateral de densidades

Ejercicio 1.1: calcular las fuerzas FA y FCplateaucratonmSuponga que la presin horizontal, en cada punto del plano vertical, es igual a la presin vertical gz. La fuerza total FA, sobre una superfcie de altura H y 1m de ancho, es dada por el rea debajo del grfico de gz x z de la Figura anterior. FAFCUse elevacin del plateau = e = 3 km; espesor cortical del crton = h = 40km. Densidades c=2,8 g/cm3, m = 3,3 g/cm3. Calcule la raiz r y el espesor del plateau H.Calcule la presin en la base de la corteza Andina (punto 1), en la base de la corteza del crton (2) y en la profundidad de compensacion debajo del crton (3).Calcule el rea debajo del grfico del perfil gz x z para calcular FA y FCLa diferencia FA-FC va a generar una tensin tectnica horizontal. Divida (FA-FC)/H para estimar el valor de esta tensin tectnica, y compare con la frmula de abajo: tensin tectnica, = 0,5 gH (1 - c/m) (1 - h2/H2).123use g = 10 m/s2

Esfuerzo por variacin lateral de densidadesplateaucratonmTopografa genera tensiones!FAFCFA > FCcausa traccin horizontal (tectnica) en A y/o compresin en B Regiones altas tienden a estirarse hacia las regiones mas bajas causando spreading stresses.Ejemplos: plateau de los Andes; transicin continente/ocano; dorsales meso-ocenicas

Stein et al. (1989)

Modelo de fuerzas simulando spreading stressesCampo de tensiones resultante de spreading stresses yfuerzas de colisin con la placa de Nazca.Meijer (1997)

Colisin con la placa de NazcaVariacin lateral de densidad:

empuje de la dorsal (ridge-push),

estiramiento del continente (+ alto) hacia el ocano (+ bajo)

estiramiento de los Andes

Coblentz & Richardson(1996)Campo de tensiones en una placa elstica de 100km de espesor:

tensiones desviatricas promedio.Compresin horizontal, SH > Sv

Traccin horizontal:Sh < Sv

Ejercicios:1- Calcular el esfuerzo en la litsfera ocenica (ridge-push).Entradas: elevacin de la dorsal (e), espesor y densidad de la litsfera (l , l. Calcular la densidad de la astensfera con isostasa, y el ridge-push por diferencia de las fuerzas horizontales. usar que a astenosfera temT=1300 C e calcular a elevao e.ella2. Calcular el esfuerzo tectnico debido a la transicin entre corteza continental y ocenica, suponiendo espesor de 35 km para la corteza continental y 7 km para la ocenica. Calcular la profundidad del agua con isostasia. Corteza con densidad 2.8 g/cm3, y manto 3.4 g/cm3.