Prof: José Fco Valverde Calderón

1. Isostasia • La idea de que las montañas no son excesos de carga situadas sobre la superficie, sino que su masa visible es compensada por un defecto de masa en la profundidad, es la teoría de la isostasia. • La compensación del exceso de masa en superficie por una reducción de masa en profundidad es la compensación isostática. • Se puede suponer que las masas topográficas se encuentran superpuestas sobre una corteza homogénea. • La reducción de Bouguer eliminaría las irregularidades principales del campo de gravedad, debido a que las anomalías de gravedad serian muy pequeñas y tenderían a cero. • Ocurre todo lo contrario, ya que en las áreas montañosas, de forma de sistemática, las anomalías de Bouguer son negativas. • Estas puede adquirir valores de hasta 100 mGal por cada 1000 m de elevación. Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

2. Isostasia • La única explicación posible es que debajo de las montañas hay algún déficit de masa, lo que quiere decir que las masas topográficas están de alguna forma compensadas. • Hay dos teorías principales que tratan de explicar esta situación: • 1.Pratt-Hayford • 2. Airy-Heiskanen • La teoría de Pratt indica que las montañas surgieron del subsuelo como si fuera una masa en fermentación • Según la teoría de Airy, las montañas están flotando sobre una lava fluida de mayor densidad, de manera que mientras mas altas sea la montaña, mas se hundirán. Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

3. Teoría de Pratt-Hayford • El sistema de compensación fue ideado por Pratt y formulado de forma matemática por Hayford, quien lo utilizó para fines geodésicos. • Se establece un nivel que se llama “nivel de compensación”. • Debajo de este nivel, la densidad es uniforme. • Se definen columnas, las cuales tienen una densidad constante y estas se encuentran sobre el nivel de compensación. • Nótese que entre mayor la altura, menor la densidad. Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

4. Teoría de Pratt-Hayford • La masa de cada columna de la misma sección transversal es equivalente. • Se llama “D” la profundidad del nivel de compensación desde el geoide (profundidad de compensación). • La densidad 0 representa la densidad de una columna de altura D. • La densidad  de una columna con una altura D+h satisface la condición: • Esta expresa la condición de igualdad de masas • De la expresión anterior, se puede concluir la densidad  es ligeramente menor al valor de 0. Por consiguiente, hay un déficit de masa, que se puede expresar como: Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

5. Teoría de Pratt-Hayford • Se puede suponer el valor de 0 = 2.67 gr/cm3 • Despejando el valor de , obtenemos la siguiente expresión: • En la práctica, el modelo compensación ha sido idealizado, ya que en la naturaleza, se cumple de forma aproximada. • El nivel de compensación se ha adoptado como D = 100 km Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

6. Teoría de Airy-Heiskanen • Airy propuso el método y Heiskanen le dio la formulación matemática y la aplicó con fines geodésicos. • A diferencia del método de Pratt, en el método de Airy las montañas tienen una densidad constante, igual a 2.67 gr/cm3. • Estas están flotando sobre un substrato mas espeso de densidad constante, igual a 3.27 gr/cm3. • Mientras mas alta sea la montaña, mas se hunde. Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

7. Teoría de Airy-Heiskanen • Por lo tanto, existen formaciones de “raíces” debajo de las montañas y “antirraices” o “antiroots” debajo de los océanos. • La diferencia de densidad •  se expresa como: • El espesor de la corteza terrestre se denota por T y se adopta para T el valor de 30 km. El espesor de la corteza debajo de las montañas esta dado por la expresión: • T + h + t • Denotando como h la altura de la topografía y t el espesor de la raíz correspondiente, entonces, la condición de flotabilidad esta dada por la expresión Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón

8. Resumen de anomalías de gravedad Definición de anomalía de gravedad Geodesia Física y Geofísica I semestre de 2014 Prof: José Fco Valverde Calderón