Fig. 2.2.1: El modelo actualmente válido para el espesor de la corteza en equilibrio con la astenosfera. El área de compensación es el borde inferior de la imagen (modificado según Meschede, 2021). Valores numéricos: Densidad g/cm³.

La isostasía es uno de los principios básicos de la tectónica de placas. La litosfera está en equilibrio con la astenosfera subyacente, que se ve perturbada por los movimientos de las placas tectónicas y otras influencias externas como la erosión. Esto produce movimientos compensatorios isostáticos.

Para el modelo teórico aquí discutido, se utilizan los siguientes valores de densidad media: 3.0 g/cm³ para la corteza oceánica, 2.8 g/cm³ para la corteza continental, 3.3 g/cm³ para el manto litosférico y 3.25 g/cm³ para la astenosfera, que es un poco más ligera que el manto litosférico debido a su mayor temperatura.

Posición inicial (Fig. 2.2.2):

Una columna de 200 km de altura tiene una superficie de base de 1 cm². Esta columna está compuesta por 30 km de corteza continental, donde 30 km corresponden al espesor promedio de la corteza continental. Debajo se encuentra el manto litosférico con un espesor de 70 km y 100 km de astenosfera hasta la superficie de compensación. En función de las respectivas densidades, resultan diferentes pesos para las distintas secciones de la columna: 8400 kg para la corteza continental, 23,100 kg para el manto litosférico y 32,500 kg para la astenosfera. Esto da como resultado un peso total de 64,000 kg de la columna que descansa sobre la superficie de compensación. Este valor es el valor de equilibrio que debe alcanzarse una y otra vez en este modelo de pensamiento.

Escenario 1 (Fig. 2.2.3):

La corteza continental se duplica, como puede ocurrir, por ejemplo, cuando dos continentes chocan. El manto litosférico es arrastrado hacia el manto y por tanto no contribuye al engrosamiento.

Debido a la duplicación de la corteza continental, la suma de la columna de 200 km de longitud cambia; Se hace más pequeña porque la corteza tiene una densidad menor que la astenosfera. Con una longitud total de columna de 200 km, faltan 1350 kg para alcanzar el equilibrio de 64,000 kg y esta porción faltante debe ser compensada por la astenosfera fluida. 1350 kg a una densidad de 3.25 g/cm³ corresponden a una columna de material astenosfera de 4.154 km de altura. La cantidad de algo más de 4 km corresponde en magnitud a las alturas reales de las cumbres de cadenas montañosas como los Alpes. En el Himalaya es significativamente mayor, pero esto también es resultado de la compensación isostática. El tema de “erosión y levantamiento” se tratará por separado en otra parte.

Escenario 2 (Fig. 2.2.4):

La astenosfera se extiende hasta el límite inferior de la corteza continental. Esto es lo que ocurre cuando un continente se fragmenta y se desarrolla un sistema de rift con un valle de rift, como en el caso del Gran Valle del Rift de África Oriental. Como la astenosfera es un poco más ligera que el manto litosférico, la columna debajo del sistema de rift también se vuelve más ligera en general en este escenario, es decir, aquí también, una porción debe ser empujada desde abajo por la astenosfera fluida. También aquí se produce un levantamiento con una altura de 1.077 km, lo que corresponde a un peso de 350 kg de astenosfera.

Este escenario también ocurre en la naturaleza con cantidades de elevación similares de 1 a 2 km. Por encima de un futuro valle de rift se desarrolla inicialmente una elevación, en medio de la cual se derrumba un foso. Este rift también se llama rift de cresta.

Escenario 3 (Fig. 2.2.5):

La corteza oceánica es significativamente más pesada que la corteza continental, pero también es mucho más delgada. Además también hay que tener en cuenta la columna de agua, que es bastante más ligera. Para toda la columna, con el mismo espesor del manto litosférico, se debe suponer una columna de astenosfera significativamente mayor para volver al peso total de 64,000 kg por encima de la superficie de compensación.