В геологии и геофизике тепловое проседание — это механизм проседаний , при котором кондуктивное охлаждение мантии утолщает литосферу и приводит к ее понижению по высоте. Это происходит из-за теплового расширения : по мере того, как материал мантии охлаждается и становится частью механически жесткой литосферы, он становится плотнее окружающего материала. Дополнительный материал, добавленный к литосфере, утолщает ее и далее вызывает плавучее понижение высоты литосферы. Это создает пространство для размещения, в котором могут откладываться осадки, образуя осадочный бассейн .
Тепловое проседание может произойти в любом месте, где существует разница температур между частью литосферы и ее окружением. Существует множество факторов, которые могут инициировать тепловое проседание или повлиять на процесс по мере его протекания. [1]
Поскольку эндогенные и экзогенные процессы вызывают денудацию земной поверхности, нижние, более теплые участки литосферы подвергаются относительной разнице в весе и плотности. Эта относительная разница создает плавучесть . Изостатический подъем может затем еще больше подвергнуть литосферу кондуктивному охлаждению, вызывая явление «подъема и падения», когда более теплые, менее плотные слои горных пород выталкиваются или поднимаются вверх, а затем охлаждаются, заставляя их сжиматься и опускаться обратно вниз. [2]
Условия для создания термического оседания могут быть вызваны различными формами подъема и денудации, но фактический процесс термического оседания регулируется потерей тепла через теплопроводность . Контакт с окружающей породой или поверхностью приводит к выщелачиванию тепла из участка литосферы. По мере охлаждения литосферы она заставляет породу сжиматься. [3]
Когда проводимость заставляет часть литосферы сжиматься и увеличивать плотность, она не добавляет массу породе напрямую. Вместо этого она заставляет объем уменьшаться, увеличивая массу части для данной площади. Литосфера изостатична с мантией ; ее вес поддерживается относительной плотностью окружающей породы. Когда часть охлаждается и ее плотность увеличивается, она опускается, в результате чего относительная высота уменьшается. Это может создать бассейн, в котором откладываются осадки, что добавляет вес поверх опускающейся части литосферы и увеличивает общую массу части на единицу площади, заставляя ее опускаться еще больше. [4]
Термическое оседание может влиять на формирование островов. Изостатическое поднятие может быть сбалансировано термическим оседанием в ответ на эрозию на островах без барьерных рифов , которые тонут только под воздействием волновой эрозии . Однако вулканические острова и подводные горы с барьерными рифами защищены от волновой и речной эрозии, и, таким образом, компенсирующее изостатическое поднятие устраняется, заставляя их оседать и создавать атолл . [ 5]
Тепловое проседание может вызывать метаморфизм в горных породах. Проводимость тепла из части литосферы приводит к тому, что порода утолщается и становится более изолированной от тепла, поступающего из мантии; поскольку эта более толстая часть погребена нисходящей колонной литосферы, она опускается в окружающие слои горных пород с более высоким относительным геотермическим градиентом . Этот градиент может вызывать метаморфизм в горных породах, как это было в Южной Австралии. [6]
Эвстазия относится к изменению относительного уровня моря. Она может оказывать влияние на термическое проседание во время формирования геологических объектов, таких как горные хребты . Уровень моря часто изменяется в ответ на образование ледников на суше; вес этих ледников или его отсутствие может влиять на общую скорость термического проседаний. [7]
По мере того, как литосфера остывает и оседает, осадочный бассейн может образоваться на вершине оседающей массы. Характеристики отложений фундамента могут создавать условия, благоприятствующие превращению керогена в нефть . Гигантское нефтяное месторождение Уилмингтон в бассейне Лос-Анджелеса образовалось в результате этого процесса. [8]