構造抬升
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構造抬升指歸因於板塊構造的於地表發生的地質抬升。雖然地殼均衡反映也很重要，但一個地區平均海拔的增加只能發生在地殼增厚的構造過程中(如造山運動)、地殼與下方地幔的密度分布變化及因剛性岩石圈的彎曲而產生的彈性支撐。
還應考慮剝蝕作用（磨損地球表面的過程）的影響。本專題範圍內，隆起與剝蝕是有關的，因為剝蝕能使地下岩石更接近地表。這個過程可以將大的負荷從高處重新分配到地形較低的地區--從而促進剝蝕地區的等靜力反應（可能導致局部基岩隆起）。地質學家可通過壓力-溫度研究來估計剝蝕發生的時間、規模和速度。
地殼增厚 編輯
地殼增厚有一個向上的動量組分，通常發生在陸殼被推到另一塊陸殼上時。板塊碰撞時每個板塊上脫落下來的推覆體開始互相疊加，該過程的證據可見於被保留下來的蛇綠岩套推覆體（如喜馬拉雅山），以及倒變質梯度的岩層中。保存下來的倒置變質梯度表明，岩層堆積速度之快以至於熱岩石在被推到冷岩石之上之前甚至沒時間進行平衡。岩層堆疊的過程只能持續這麼久，重力最終會限制進一步的垂直增長（即山體垂直增長有一個上限）。
地殼及地幔的密度分布 編輯
雖然山脈的隆起表面看來主要是由地殼增厚造成的，但還有其他力量在起作用。當存在密度差異時，所有構造過程都會有引力參與。典型例子是地幔的大規模循環。地表附近的密度變化（如洋殼板塊的產生、冷卻、俯衝）也會驅動板塊運動。
山脈的動態受整個岩石圈柱的引力勢能差異支配（參見地殼均衡）。若地表高度的變化代表了地殼厚度的等效補償變化，那麼單位表面積的勢能變化率與平均表面高度的增加率成正比。當地殼（而非岩石圈）的厚度發生變化時，抵抗重力做功的功率也最高。[1]
岩石圈屈曲 編輯
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構造隆升 編輯
造山運動是構造板塊碰撞的結果，會導致山脈或大面積的抬升。造山運動最極端的形式可能是陸殼與陸殼間的碰撞。這個過程中，兩塊大陸會被縫合在一起，產生大型山脈。典型例子如印度板塊和歐亞板塊的碰撞，充分說明了造山運動可以達到的程度。沉重的推斷層（印度板塊在歐亞板塊之下）和褶皺是使得兩個板塊縫合的主要原因。[2]印度板塊和歐亞板塊的碰撞不僅產生了喜馬拉雅山脈，而且還造成了地殼向北遠達西伯利亞的增厚。[3]帕米爾高原、天山、阿爾泰山、興都庫什山及其他山脈都是因印度板塊與歐亞板塊碰撞而形成的。大陸岩石圈的變形可以以幾種可能的模式發生。
美國歐扎克高原就是二疊紀的沃希托造山運動向南在阿肯色州、俄克拉何馬州和得克薩斯州形成的。另一相關隆升是位於得克薩斯州的拉諾隆升。
含大峽谷在內的科羅拉多高原也是廣泛的構造隆起和河流侵蝕的結果。[4]
當山脈因造山運動或其他過程（如冰川運動後的反彈）上升較為緩慢時，可能會出現一種所謂水口的不尋常地貌。在這種情況下，河流等流水的侵蝕速度比山體隆起的速度快，從而形成貫穿山脈的峽谷與谷地連接起兩側的平原。此種例子如新西蘭馬納瓦圖峽及美國馬里蘭州坎伯蘭峽谷。
等靜力抬升 編輯
從一個地區移除的質量將通過地殼反彈得到等靜力補償。如果我們考慮典型的地殼地幔密度，則在一個足夠寬闊、足夠均勻的表面上，岩層每被侵蝕100米，會導致地殼回彈約85米，最終的平均海拔損失僅有約15米。[5]典型例子如大陸冰蓋融化後的冰後回彈。加拿大哈德遜灣、五大湖、芬諾斯坎底亞等地就因1萬年前冰原融化，目前也在經歷着回彈。
地殼增厚，如目前由印度板塊和歐亞板塊間的大陸碰撞而在喜馬拉雅發生的地殼增厚，也會導致地表隆起；但由於增厚地殼的等靜沉降，地表隆起的幅度將僅為地殼增厚量的六分之一左右。因此，在大多數聚合環境中，等靜力抬升所起的作用相對較小，山脈形成可更多歸因於構造過程。[6]只有在知道其他影響因素（如平均海拔的變化、被侵蝕物質的體積、等靜力作用的時間尺度和滯後、地殼密度的變化）時，才能用地表高程變化直接估計侵蝕或基岩抬升率。
珊瑚島 編輯
珊瑚島偶爾可見構造抬升。這可從各種完全由珊瑚組成的海洋島嶼的存在得到證明。此種島嶼多見於太平洋，典型例子是三座磷酸鹽島礁：瑙魯、馬卡泰阿島、巴納巴島，以及新喀里多尼亞馬雷島、里夫島，馬克薩斯群島法圖烏庫島和皮特凱恩群島亨德森島。這些島嶼的抬升是海洋板塊運動的結果。島嶼沉沒或產生海底平頂山及其珊瑚礁則是地殼下沉的結果，大洋板塊將這些島嶼帶到更深的洋殼區域。
隆升與出露 編輯
「隆升」指與重力方向相反的位移，此種位移只有在被位移的物體和參照系確定的情況下才有明確的定義。Molnar和England[1]定義了三種適用「隆升」一詞的位移：
這三種位移的聯繫是：
- 地表隆升 = 岩石抬升 - 出露
上面的「大地水準面」一詞指平均海平面，人們可以量化在這個參考系中的給定位移中，重力做了多少功。
測量隆升與出露的過程可能很棘手。測量隆升需要測量隆升前後的高度變化——地球科學家通常不是要確定單獨一個點的隆起，而是要確定一個區域的隆起，因此必須測量該地區地表所有點的海拔變化，而且侵蝕率的影響也必須減到零或最小。另外，在隆起過程中沉積的岩石序列也必須得到保留。不用說，在海拔遠高於海平面的山脈上，這些標準一般難以滿足。此時古氣候學復原可能極有價值，這些研究從已知對溫度和降雨敏感的動植物群隨時間的變化來推斷有關地區的氣候變化[7]。岩石出露的程度可從地質測壓術（測定岩石或集聚物以前的壓力與溫度）中推斷出來。了解一個地區的壓力和溫度歷史，可以產生對環境地溫梯度的估計和對出露過程的限制。雖然地壓/地熱測量研究並不產生出露率（或任何其他時間信息），但只要有一個估計的熱剖面，人們就可以運用裂變徑跡及放射性信息進行定年。
參考 編輯
- ^ 1.0 1.1 England and Molnar, 1990, Surface uplift, uplift of rocks, and exhumation of rocks, Geology, v. 18 no. 12 p. 1173-1177 Abstract （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ Le Fort, Patrick. "Evolution of the Himalaya." (n.d.): 95-109. Print.
- ^ Molnar, P., and P. Tapponnier. "Cenozoic Tectonics of Asia: Effects of a Continental Collision: Features of Recent Continental Tectonics in Asia Can Be Interpreted as Results of the India-Eurasia Collision." Science 189.4201 (1975): 419-26. Print.
- ^ Karlstrom, K.E., et al., 2012, Mantle-driven dynamic uplift of the Rocky Mountains and Colorado Plateau and its surface response: Toward a unified hypothesis, Lithosphere, v. 4, p. 3–22 abstract （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ Burbank, Douglas W., and Anderson, Robert S. Tectonic Geomorphology. Chichester, West Sussex: J. Wiley & Sons, 2011. Print.
- ^ Gilchrist, A. R., M. A. Summerfield, and H. A. P. Cockburn. "Landscape Dissection, Isostatic Uplift, and the Morphologic Development of Orogens." Geology 22.11 (1994): 963-966. Print.
- ^ Burbank, Douglas West., and Robert S. Anderson. Tectonic Geomorphology. Malden, MA: Blackwell Science, 2000. ISBN 978-0632043866