Lithostatischer Druck

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Als lithostatischer Druck p_{l} rsp. p_{lith} (von alt-/neugriechisch: λίθος lithos [m.] – ‚Stein‘, ‚Gestein‘) in einer bestimmten Tiefe wird seitens der Geophysik, Geologie und Geotechnik jener Druck bezeichnet, den die oberhalb befindlichen Gesteinsschichten durch ihr Gewicht ausüben.

Dieser spezifische Druck bildet ein isotropes Spannungsfeld.

Definition[Bearbeiten]

Die Formel lautet:

p_l (z) = p_{lith} (z) = \sigma(z) = \frac{| \vec {F}_{\perp} |}{A} \ = z \cdot \rho \cdot \vec g

Die exakte Schreibweise lautet:

p_l (z) = \vec g \int_{0}^{z} \rho (z)\, {\mathrm dz}
Verwendete Größen:
\!\ pDruck
\!\ zTiefe
\!\ \sigmamechanische Spannung
\vec FKraft
\!\ AFlächeninhalt
\!\ \rhoDichte des Gesteins
\vec gSchwerebeschleunigung

Während der hydrostatische Druck mit zunehmender Wassertiefe alle 10 m um 1 bar steigt, beträgt die Zunahme in Gesteinsschichten etwa das 3-Fache. Die genauen Verhältnisse hängen vor allem von der Gesteinsdichte ab, die in der Erdkruste zwischen 2 und 3,3 g/cm³ liegt (Sedimente etwa 2 g/cm³, Granite und Kalkstein 2,7 g/cm³ und Gabbro 3,3 g/cm³).

Im oberen Erdmantel sind die Gesteine abermals kompakter (bspw.: Olivin 3,3 bis 4 g/cm³, unter sehr hohem Druck sogar 5 g/cm³). Daher zählt die genaue Berechnung von inneren Drücken zu den schwierigsten Aufgaben für die Seismologie und Angewandte Geophysik.

Am Übergang zwischen oberem und unterem Erdmantel – in etwa 700 km Tiefe – beträgt der Druck etwa 25 GPa, was dem 250.000-fachen Luftdruck entspricht.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]