Lithostatischer Druck

Bei konstanter Dichte gilt für den lithostatischen Druck:

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

Bei veränderlicher Dichte gilt:

${\displaystyle p_{\text{l}}(z)=g\int _{0}^{z}\rho (z)\,\mathrm {d} z}$ 

Verwendete Größen:

${\displaystyle p}$ : Druck

${\displaystyle z}$ : Tiefe

${\displaystyle \sigma }$ : mechanische Spannung

${\displaystyle {\vec {F}}}$ : Kraft

${\displaystyle A}$ : Flächeninhalt

${\displaystyle \rho }$ : Dichte des Gesteins

${\displaystyle g}$ : Schwerebeschleunigung.

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.

• isostatischer Druck
• Kugelschale
• Gleichgewichtsfigur
• Innerer Aufbau der Erde

• Ursachen der Gesteinsmetamorphose – Steuerfaktor Druck bei PETROgraph, Freie Universität Berlin
• Schalenaufbau bei der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Spannungsellipsoid und Spannungstypen bei der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
• Vorlesung Allgemeine Geologie (PDF-Datei, 864 kB) von E. Wallbrecher, Karl-Franzens-Universität Graz
• Proseminar Strukturgeologie (PDF-Datei, 2,25 MB) von E. Wallbrecher, Karl-Franzens-Universität Graz
• Die Bestimmung von Druck und Temperatur bei der Gesteinsumwandlung (Metamorphose) (PDF-Datei, 7,68 MB) von Bernhard Schulz, Institut für Mineralogie, Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Metamorphose ist nicht gleich Metamorphose – Verschiedene Metamorphosetypen (PDF-Datei, 224 kB) von Katrin Wellnitz, Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Petrologie der Magmatite und Metamorphite: Teil Metamorphite, Vorlesung 1 (PDF-Datei, 1,5 MB) von J. G. Raith, Department Angewandte Geowissenschaften und Geophysik – Mineralogie & Petrologie, Montanuniversität Leoben