Τὸ ἐσωτερικὸν τῆς Γῆς

Τὸ ἐσωτερικὸν τῆς Γῆς.

Εἰς τὴν εἰκ. 1, ἡ ὁποία παριστᾷ μίαν τομὴν  τῆς  Γῆς  ἀπὸ  τῆς  ἐπιφανείας  της  μέχρι  τοῦ  κέντρου  της, βλέπομεν ὅτι αὕτη ἀποτελεῖται ἀπὸ 3 μέρη. Αὐτὰ κατὰ σειρὰν ἐκ τῆς ἐπιφανείας πρὸς τὸ κέντρον εἶναι τὰ ἑξῆς:

1.– Ὁ στερεὸς φλοιός.

Οὗτος δὲνἔχει πανταχοῦ τὸ αὐτὸ πάχος. Τὸ  μέγιστον  μέχρι  τοῦδε  (1965)  γνωστὸν  πάχος,  ἐξ  60  -  70 χιλιομέτρων, Ἔχει ὁ στερεὸς φλοιὸς εἴς τὰς Νοτίους Ἄλπεις καὶ εἰς τὴν Σιέρρα Νεβάδα καὶ τὸ μικρότερον ἐκ 30 μόλις χιλιομ. εἰς τὴν Νέαν  Ζηλανδίαν.  Εἰς  τοὺς  ὠκεανοὺς  Ἀτλαντικὸν  καὶ  Ἰνδικὸν  τὸ πάχος τοῦ στερεοῦ φλοιοῦ μόλις φθάνει τὰ 10 - 20 χιλιόμ. Κάτω δὲ ἀπὸ τὸν Εἰρηνικὸν Ὠκεανὸν δὲν φαίνεται νὰ ὑπάρχουν σαφῆ ὅρια μεταξὺ τοῦ στερεεῦ φλοιοῦ καὶ τοῦ ἀμέσως κάτωθεν αὐτοῦ μανδύου.

Πρακτικῶς δηλ. φαίνεται ὅτι δὲν ὑπάρχει ἐκεῖ στερεὸς φλοιός.Τὸ μέσον πάχος τοῦ στερεοῦ φλοιοῦ ὑπολογίζεται ὅτι εἶναι 40 χιλιόμ., ἡ δὲ μέση πυκνότης του μόλις εἶναι 2,70.Ὁ  στερεὸς  φλοιὸς  ἀποτελεῖται  ἀπὸ  τρία  στρώματα.  Τὸ  ἔξω  ἢ ἀνώτατον  εἶναι  τὸ  στρῶμα  τῶν  ἱζηματογενῶν  πετρωμάτων,  τοῦ ὁποίου  τὸ  πάχος  κυμαίνεται  μεταξὺ  0  καὶ  15  χιλιομ.  Κάτωθεν τοῦ  στρώματος  αὐτοῦ  ἀκολουθεῖ  τὸ  μεσαῖον  στρῶμα,  τὸ  ὁποῖον ἀποτελεῖται ἀπὸ μαγματογενῆ πετρώματα, τὰ ὁποῖα συνίστανται ἀπὸ ἐλαφρὰ χημικὰ στοιχεῖα καὶ κυρίως ἀπὸ πυρίτιον (Silicium) καὶ ἀργίλιον (Aluminium). Διὰ τοῦτο τὸ στρῶμα αὐτὸ ὠνομάσθη συμβολικῶς Sial ἢ Sal ἢ Σιαλικόν, ἐκ τῶν δύο ἀρχικῶν συλλαβῶν Si  καὶ  Αl  τῶν  λέξεων  Silicium  καὶ  Aluminium.  Ἐπειδὴ  μεταξὺ τῶν  πετρωμάτων  του  ἐπικρατοῦν  οἱ  γρανῖται,  τὸ  στρῶμα  τοῦτο λέγεται καὶ γρανιτοειδὲς στρῶμα.

Ἡ   μέση   πυκνότης   του εἶναι   2,67,   τὸ   δὲ   πάχος τοῦ      στρώματος      τούτου κυμαίνεταὶ  μεταξὺ  10  καὶ 20 χιλιομ. Εἰς τὴν Ἑλληνικὴ χερσόνησον     τὸ     πιθανὸν πάχος τοῦ στρώματος τούτου εἶναι    24    χιλιόμ.    Κάτω ἀπὸ   τὰς   Νοτίους   Ἄλπεις καὶ  τὴν  Σιέρρα  Νεβάδα  τὸ Sial   βυθίζεται   ἐντὸς   τοῦ ὑποκειμένου       στρώματος, ὑπὸ   μορφὴν   ριζῶν,   μέχρι βάθους  35  καὶ  25  χιλιομ. ἀντιστοίχως.  Κάτωθεν  τῶν ὠκεανῶν   Ἀτλαντικοῦ   καὶ Ἰνδικοῦ   τὸ   στρῶμα   τοῦτο φαίνεται   ὅτι   δὲν   ὑπάρχει.

Εἰς   πολλὰς   περιοχάς,   εἰς τὰς   ὁποίας   δὲν   ὑπάρχουν ἱζηματογενῆ      πετρώματα, τὸ     γρανιτοειδὲς     στρῶμα παρουσιάζεται   ἀπ’   εὐθείας ἐπὶ  τῆς  ἐπιφανείας  τῆς  Γῆς.

Τούτου ἕνεκα τὸ γρανιτοειδὲς στρῶμα       καλεῖται       καὶ ἐπιφανειακὸν στρῶμα. Κάτω ἀπὸ   τὸ   Sial   ὑπάρχει   τὸ κατώτερον στρῶμα, τὸ ὁποῖον ἀποτελεῖται πάλιν ἀπὸ μαγματογενῆ πετρώματα, βασάλτας, γάββρους κ.ἄ., εἰς τὰ ὁποῖα ὅμως ἐπικρατοῦν κυρίως τὰ τρία χημικὰ στοιχεῖα, τὸ πυρίτιον (Si-licium), τὸ μαγνήσιον (Ma-gnesium)  καὶ  τὸ  ἀργίλιον  (Al-uminium).  Τὸ  στρῶμα  αὐτὸ ὠνομάσθη Sima ἢ σιματόχόν ἐκ τῶν συλλαβῶν Si καὶ Ma τῶν δύο λατινικῶν ὀνομάτων τῶν στοιχείων πυριτίου καὶ μαγνησίου. Ἐπειδὴ δὲ μεταξὺ τῶν πετρωμάτων του ἐπικρατεῖ ὁ βασάλτης, λέγεται καὶ βασαλτοειδὲς στρῶμα. Ἡ μέση πυκνότης του εἶναι πιθανῶς 3,27 - 3,3, τὸ δὲ πάχος του διάφορον κατὰ περιοχάς (εἰκ.2). Τὸ μεγαλύτερον πάχος  του,  30  χιλιομ.  περίπου,  εὑρίσκεται  κάτωθεν  τῆς  Ἰαπωνίας. Εἰς τὴν Ἑλληνικὴν χερσόνησον τὸ πιθανὸν πάχος τοῦ βασαλτοειδοῦς στρώματος εἶναι 34 χιλιόμ. καὶ κατ’ ἀκολουθίαν τὸ συνολικὸν, πάχος τοῦ  στερεοῦ  φλοιοῦ  φθάνει  ἐδῶ  τὰ  58  χιλιόμ.  Κατὰ  τὰς  νεωτέρας ἀντιλήψεις εἰς βάθος 5,15 καὶ 35 χιλιομ. ἐπικρατοῦν θερμοκρασίαι 150ο Κ, 375ο Κ καὶ 700ο Κ ἀντιστοίχως.

2.–  Ὁ  μανδύας. 

Κάτω  ἀπὸ  τὸ  Sima  ἢ  βασαλτοειδὲς  στρῶμα ἐκτείνεται  ὁ  ἐσωτερικὸς  φλοιὸς  τῆς  Γῆς,  ὁ  ὁποῖος  ὀνομάζεται μανδύας.  Τὸ  πάχος  του  ἀπὸ  τοῦ  βάθους  τῶν  40  χιλιομ.  περίπου, ὅπου ἀρχίζει, μέχρι τοῦ βάθους τῶν 2,900 χιλιομ. ὅπου τελειώνει, εἶναι 2,860 χιλιόμ. περίπου.Ὁ μανδύας διαιρεῖται εἰς δύο τμήματα, τὸν ἐξωτερικὸν καὶ τὸν ἐσωτερικὸν μανδύαν.

α΄) Ὁ ἐξωτερικὸς ἔχει πάχος 900 χιλμ. περίπου καὶ ἀποτελεῖται ἀπὸ  οὐσίας,  αἱ  ὁποῖαι  εἶναι  ἑνώσεις  πυριτικοῦ  ὀξέος  μὲ  βαρέα μέταλλα.  Αἱ  οὐσίαι  αὐταὶ  ἀπαντῶνται  καὶ  εἰς  τοὺς  ἀερολίθους.

Μεταξὺ  τῶν  χημικῶν  στοιχείων,  ἐκ  τῶν  ὁποίων  συνίστανται αἱ  ἑνώσεις  αὗται,  ἐπικρατοῦν  τὰ  στοιχεῖα  πυρίτιον  (Si),  σίδηρος (Fe-rrum) καὶ μαγνήσιον (Ma). Διὰ τοῦτο ὁ ἐξωτερικὸς μανδύας ὠνομάσθη  καὶ  στρῶμα  Sifema.  Ἡ  πυκνότης  του  ἀρχίζει  ἀπὸ  3,3

1. Ἡ σύστασις τοῦ στερεοῦ φλοιοῦ τῆς γῆς εἶναι γνωστὴ ἀπὸ ἀμέσους πα-ρατηρήσεις μέχρι τοῦ βάθους των 8 χιλιομ. Μέχρι βάθους 8.300 μ. διηνοίχθη εἰς  τὴν  ἐπαρχίαν  Pecos  τοῦ  Τέξας  φρέαρ  διὰ  γεωτρήσεως.  Διὰ  νὰ  γνωσθῇ ἐπακριβῶς ἡ ἐσωτερικὴ σύστασις μέχρι τοῦ μανδύου, ἤρχισεν ἐφαρμοζόμενον ἀπὸ τοῦ 1961 τὸ Σχέδιον Mohole. Τὸ Σχέδιον τοῦτο προβλέπει τὴν διάνοιξιν ὀπῆς μέχρι τοῦ μανδύου εἰς τὸν Εἰρηνικὸν Ὠκεανόν, 20 μίλια ἔξωθεν τοῦ San Diego, ὅπου τὸ πάχος τοῦ στερεοῦ φλοιοῦ φαίνεται ὅτι δὲν εἶναι μεγαλύτερον τῶν 5 - 10 χιλιομ.καὶ  φθάνει  εἰς  τὰ  κάτω  σύνορά  του  εἰς  4,7  (μέση  πυκνότης  του 3,4).  Εἰς  τὸ  ἀνώτατον  τμῆμα  τοῦ  μανδύου  τούτου  καὶ  μάλιστα εἰς τὸ βάθος τῶν 80 χιλμ. φαίνεται ὅτι ἐπικρατεῖ θερμοκρασία, ἡ ὁποία φθάνει ἢ μᾶλλον προσεγγίζει εἰς τὸ σημεῖον τήξεως τῶν ἐκεῖ ὑπαρχόντων πετρωμάτων. Εἰς τὰ κάτω σύνορα τοῦ μανδύου τούτου (βάθος 1.200 χιλιομ.) ἡ πίεσις πλησιάζει τὰς 500.000 ἀτμοσφαίρας ἀνὰ τετραγωνικὸν ἑκατοστόν.

β΄)  Ὁ  ἐσωτερικὸς  μανδύας  ἔχει  πάχος  2.000  χιλμ.  περίπου καὶ  πυκνότητα  4,7  -  5,6.  Ἀποτελεῖται  κατ’  ἄλλους  μὲν  ἀπὸ θειούχους  καὶ  ὀξυγονούχους  ἑνώσεις  σιδήρου  καὶ  ἄλλων  βαρέων μετάλλων,  κατ’  ἄλλους  δὲ  ἀπὸ  ἑνώσεις  τοῦ  πυριτικοῦ  ὀξέος  μὲ σίδηρον καὶ ἀπὸ καθαρὸν σίδηρον, Ἔχει δηλ. σύστασιν ὁμοίαν πρὸς τὴν  τῶν  μετεωρολίθων  σιδηρολίθων.  Εἰς  τὰ  κάτω  σύνορα  τοῦ μανδύου τούτου ἡ πίεσις φθάνει εἰς 1.500.000 ἀτμοσφαιρῶν ἀνὰ τετραγωνικὸν ἑκατοστόν.

3.–  Ὁ  πυρὴν  τῆς  Γῆς.

Τούτου  ἡ  ἀκτὶς  εἶναι  3.450  χιλμ.,  δηλ. μεγαλυτέρα  ἀπὸ  τὸ  ἥμισυ  τῆς  ἀκτῖνος  τῆς  Γῆς.  Ὁ  ὄγκος  του ὑπολογίζεται εἰς 175 δισεκατομμύρια κυβικῶν μέτρων. Ἡ πίεσις δὲ ἡ ὁποία ἐπικρατεῖ εἰς τὸ κέντρον τῆς Γῆς ὑπολογίζεται εἰς 3,5 ἐκατομ.  ἀτμοσφαίρας.  Ἡ  μέση  πυκνότης  τοῦ  πυρῆνος  πρέπει  νὰ εἶναι  ἴση  μὲ  9,6  διὰ  νὰ  ἐξηγηθῇ  πῶς  ἡ  μέση  πυκνότης  τῆς  Γῆς εἶναι  5,5.  Εἰς  τὸ  κέντρον  τῆς  Γῆς  ἡ  πυκνότης  ὑπολογίζετα  ἴση πρὸς  12,2,  ἡ  δὲ  θερμοκρασία,  ἡ  ὁποία  ἐπικρατεῖ  εἰς  τὸ  κέντρον τῆς Γῆς, κατὰ τὰς σημερινὰς ἐκτιμήσεις (1959) πρέπει νὰ εἶναι πολὺ  μικροτέρα  τῶν  6000ο  Κ  καὶ  κατά  τινας  μὲν  2000ο  -  κατ’ ἄλλους δὲ 4000ο Κ. Ὅσον ἀφορᾷ τὴν φυσικὴν κατάστασιν, εἰς τὴν ὁποίαν  εὑρίσκεται  ὁ  πυρήν,  ἐπικρατεστέρα  εἶναι  ἠ  γνώμη  ὅτι  τὸ ἐξωτερικὸν  –  τοὐλάχιστον  –  τμῆμα  τοῦ  πυρῆνος  εὑρίσκεται  εἰς ρευστὴν  κατάστασιν.  Ὑπάρχει  ὅμως  καὶ  ἡ  γνώμη  ὅτι  ὁλόκληρος ὁ  πυρὴν  συμπεριφέρεται  μηχανικῶς  ὡς  ρευστόν,  τὸ  ὁποῖον  ὅμως ἔχει  τὴν  ἀκαμψίαν  τοῦ  χάλυβος.  Ὅσον  ἀφορᾷ  τὰ  ὑλικά,  ἐκ  τῶν ὁποίων  ἀποτελεῖται  ὁ  πυρήν,  διετυπώθησαν  πολλαὶ  θεωρίαι.  Ἡ περισσότερον ἐπικρατοῦσα εἶναι ἡ τῶν Kuhn καὶ Rittmann. Κατ’ αὐτούς, τὸ τμῆμα τοῦ ἐσωτερικοῦ τῆς γῆς, τὸ ὁποῖον ἀρχίζει ἀπὸ τὸ βάθος τῶν 2.371 χιλιομ., καὶ φθάνει μέχρι τοῦ κέντρου, ἔχει δηλ. ἀκτίνα 4.000 χιλιομ., συνίσταται ἀπὸ τὴν πρωταρχικὴν «ἡλιακὴν» οὐσίαν,  τὴν  ὁποίαν  ἔχει  ἀκόμη  ὁ  ἥλιος  καὶ  εἶχε  καὶ  ἡ  Γῆ  κατὰ τὴν  πρώτην  (ἀστρικὴν)  περίοδον  τοῦ  βίου  της,  τὴν  λεγομένην μεσοαστρικὴν ὕλην (περὶ αὐτῆς βλέπε τὸ κεφάλαιον «Προϊστορία τῆς Γῆς»). Ἡ ὕλη αὐτὴ ἀποτελεῖται ἀπὸ ὅλα τὰ γνωστὰ χημικὰ στοιχεῖα.  Ὁ  πυρὴν  αὐτὸς  περιέχει  καὶ  ὑδρογόνον,  τὁ  ὁποῖον εὑρίσκεται ἐκεῖ ὑπὸ μορφὴν ἀτόμων, μέχρι 30 %. Τὰ ἄτομα ὅμως τοῦ  ὑδρογόνου,  ἕνεκα  τῆς  τεραστίας  πιέσεως,  ἡ  ὁποία  ἐπικρατεῖ εἰς τὸν πυρῆνα, ἔχουν συμπιεσθῆ πυκνῶς μέσα εἰς τὰ διάκενα, τὰ ὁποῖα  ὑπάρχουν  μεταξὺ  τῶν  ἀτόμων  τῶν  βαρέων  μετάλλων,  ποὺ καὶ αὐτὰ ἔχουν συμπιεσθῆ. Οὕτως ἐξηγεῖται ἡ μεγάλη πυκνότης τοῦ τμήματος αὐτοῦ τῆς Γῆς.

Τέλος  κατὰ  τὸν  Ramsay  τὸ  ἐσωτερικὸν  τῆς  Γῆς  ἀποτελεῖται ἀπὸ ὑλικόν, τὸ ὁποῖον ἔχει ἑνιαίαν χημικὴν σύνθεσιν, κυρίως ἀπὸ ὀλιβίνην.

5. Ἡ κατανομὴ τοῦ SIAL καὶ τοῦ SIMA εἰς τὸν στερεὸν φλοιὸν τῆς Γῆς. Ἰσοστατικὴ ἰσορροπία τῶν ἠπειρωτικῶν ὄγκων καὶ τῶν λεκανῶν  τῶν  ὠκεανῶν.  Ἡ  θεωρία  τῆς  ἰσοστασίας.  Ἰσοστατικὴ ἐπιφάνεια ἀντισταθμίσεως.

Γνωρίζομεν  ἐκ  τῶν  προηγουμένων  τὴν  κατανομὴν  τῆς  ξηρᾶς καὶ τῆς θαλάσσης ἐπὶ τῆς Γῆς, τὸ μέσον ὕψος τῆς ξηρᾶς (850 μ.), τὸ μέσον βάθος (3,680 μ.) τῶν ὠκεανῶν καὶ τῶν θαλασσῶν καὶ ὅτι ὁ στερεὸς φλοιὸς τῆς Γῆς προεκτείνεται καὶ κάτωθεν τοῦ πυθμένος τῶν ὠκεανῶν καὶ ἀποτελεῖ τὴν λιθόσφαιραν.

Ἔχοντες ὑπ’ ὄψιν τὰ δεδομένα ταῦτα, δυνάμεθα νὰ συμπεράνωμεν ὅτι αἱ λεκάναι τῶν ὠκεανῶν εἶναι κοιλότητες εἰς τὸ ἐπιφανειακὸν ὑλικόν, ἀπὸ τὸ ὁποῖον ἀποτελοῦνται αἱ ἤπειροι, τὰ δὲ ὑψηλὰ ὄρη εἶναι  ἐξογκώματα  τῆς  ξηρᾶς  συνιστάμενα  πάλιν  ἐξ  ἠπειρωτικοῦ ὑλικοῦ. Ἐν τοιαύτῃ περιπτώσει ὅμως εἰς τὰς λεκάνας τῶν ὠκεανῶν ὑπάρχει ἔλλειψις ἠπειρωτικοῦ ὑλικοῦ πάχους 4.530μ. (3.680 + 850 μ.)  ἐν  σχέσει  πρὸς  τὰς  ἠπείρους,  ἐνῷ  ἀντιθέτως  εἰς  τὰς  ἠπείρους καὶ  τὰ  ὑψηλὰ  ὄρη  ὑπάρχει  περίσσεια  τοιούτου  ὑλικοῦ  ἐν  σχέσει πρὸς τὰς λεκάνας τῶν ὠκεανῶν καὶ τὰς πεδινὰς περιοχάς.Κατ’ ἀκολουθίαν ἡ τιμὴ τῆς βαρύτητοςεἰς μέν τὰς περιοχὰς τῶν ὠκεανῶν θὰ πρέπει νὰ εἶναι μικροτέρα ἀπο τὴν τιμὴν ταύτης εἰς τὰς ἠπείρους, εἰς δὲ τὰς περιοχὰς τῶν ὑψηλῶν ὀρέων μεγαλυτέ-ρα ἀπὸ τὴν τιμὴν ταύτης εἰς τὰς πεδινὰς περιοχάς.

Ἀλλ’  ὡς  ἐξάγεται  ἀπὸ  τὰς  πολυαρίθμους  καὶ  προσεκτικὰς μετρήσεις τῆς τιμῆς τῆς βαρύτητος, αἱ ὁποῖαι ἔχουν γίνει ἐπάνω εἰς ὁλόκληρον τὴν ἐπιφάνειαν τῆς Γῆς, τοιοῦτον τι δὲν συμβαίνει.

Αἱ τιμαὶ βαρύτητος, αἱ ὁποῖαι παρατηροῦνται εἰς τοὺς ὠκεανούς, τὰς ἠπείρους, τὰς περιοχὰς τῶν ὑψηλῶν ὀρέων καὶ τὰς πεδινάς, ἐὰν ἀναχθοῦν  εἰς  τὴν  ἐπιφάνειαν  θαλάσσης,  εἶναι  περίπου  αἱ  αὐταί, ἐκτὸς ἀπὸ ὡρισμένας ζώνας, εἰς τὰς ὁποίας ἡ τιμὴ βαρύτητος εἶναι διαφορετικὴ ἕνεκα ἄλλων λόγων.

Τὸ γεγονὸς τοῦτο μᾶς ἄγει εἰς τὸ συμπέρασμα:

α΄) ὅτι διὰ νὰ εἶναι ἡ τιμὴ τῆς βαρύτητος εἰς τοὺς πυθμένας τῶν ὠκεανῶν περίπου ἡ αὐτὴ  μὲ  τὴν  τῶν  ἠπείρων  καὶ  τῶν  ὀρέων  θὰ  πρέπει  ἡ  ἔλλειψις μάζης  εἰς  τὴν  περιοχὴν  τῶν  ὠκεανῶν  νὰ  ἀντισταθμίζεται  ἀπὸ τὸ ὑπόστρωμα τῶν ὠκεανῶν. Διὰ νὰ γίνῃ δὲ τοῦτο θὰ πρέπει τὸ ὑλικὸν τοῦ ὑποστρώματος νὰ εἶναι πυκνότερον ἀπὸ τὸ τῶν ἠπείρων.

β΄)  ὅτι  οἱ  πυθμένες  τῶν  ὠκεανῶν,  συνεπῶς,  δὲν  ἀποτελοῦνται  ἐξ ὁλοκλήρου ἀπὸ τὸ αὐτὸ ὑλικόν, ἀπὸ τὸ ὁποῖον καὶ αἱ ἤπειροι. Παρὰ τὴν  διαφορετικήν  των  ὅμως  πυκνότητα,  τὰ  ἠπειρωτικὰ  τεμάχη καὶ τὰ κύρια ὑποστρώματα τῶν ὠκεανῶν ἰσορροποῦν ἄλληλα (εἰκ. 4, Ι).

Πρὸς   ἐξήγησιν   τοῦ   ἐκ   πρώτης   ὄψεως   παραδόξου   τούτου γεγονότος παραδεχόμεθα: α΄) ὅτι τὸ ὑπόστρωμα τοῦ πυθμένος τῶν ὠκεανῶν  ἀποτελεῖται  ἀπὸ  τὸ  πυκνότερον  (μέση  πυκνότης  3,27) καὶ βαρύτερον βασαλτοειδὲς ὑλικὸν (Sima), ἂν ἐξαιρέσωμεν τὰ ἐπ’ αὐτοῦ ἐπικαθήμενα, λεπτὰ σχετικῶς, ἱζηματογενῆ πετρώματα. β΄) ὅτι  τὰ  ἠπειρωτικὰ  τεμάχη,  τὰ  ὁποῖα  ἀποτελοῦνταὶ  ἀπὸ  Sial  καὶ ἔχουν μέσην πυκνότητα μόνον 2,67 περίπου, πρέπει νὰ ἐπιπλέουν, οὕτως εἰπεῖν, ἐντὸς τοῦ πυκνοτέρου κάτωθεν ὑλικοῦ.

Μόνον  κατ’  αὐτὸν  τὸν  τρόπον  ἐξηγεῖται  πῶς  τὰ  ἠπειρωτικὰ τεμάχη  καὶ  τὰ  κύρια  ὑποστρώματα  τῶν  μεγάλων  ὠκεανῶν ἰσορροποῦν, ἤτοι εὑρίσκονται εἰς ὑδροστατικὴν ἰσορροπίαν.

Ἡ  ἰσορροπία  αὕτη,  ἡ  ὁποία  ὑφίσταται  πράγματι,  ὠνομάσθη ἰσοστατικὴ ἰσορροπία ἢ ἰσοστασία καὶ αἱ διατυπωθεῖσαι θεωρίαι περὶ  τῆς  ὑπάρξεως  τῆς  ἰσοστατικῆς  αὐτῆς  ἰσορροπίας  καλοῦνται θεωρίαι τῆς ἰσοστασίας.

Πρὸς ἐξήγησιν τῆς ἰσοστασίας διετυπώθησαν διάφοροι θεωρίαι.

Ἐξ αὐτῶν ἐπικρατεστέρα σήμερον εἶναι ἡ τοῦ Ἄγγλου Airy. Προτοῦ ὅμως  τὴν  ἀναφέρωμεν,  ἂς  ἴδωμεν  ἓν  πείραμα,  τὸ  ὁποῖον  θὰ  μᾶς βοηθήσῃ νὰ ἀντιληφθῶμεν καλύτερον αὐτὴν.

Ἀπὸ   πρισματικὴν   καὶ   ἰσοπαχῆ   ράβδον   χαλκοῦ   κόπτομεν τεμάχια  διαφόρου  μήκους.  Ταῦτα  ἐμβαπτίζομεν  ἐντὸς  λεκάνης, ἡ  ὁποία  περιέχει  ὑδράργυρον  καὶ  τὰ  ἀφήνομεν  μόνα  των  νὰ ἰσορροπήσουν (εἰκ. 3). Μετὰ τὴν ἰσορρόπησίν των παρατηροῦμεν ὅτι διὰ νὰ ἐπιτευχθῇ αὕτη α΄) τὰ διάφορα τεμάχια βυθίζονται μέχρι διαφορετικοῦ βάθους ἕκαστον, αἱ δὲ ἐλεύθεραι κορυφαί των φθάνουν εἰς  διαφορετικὰ  ὕψη  ἄνωθεν  τῆς  ἐπιφανείας  τοῦ  ὑδραργύρου.

β΄)  τὸ  τεμάχιον,  τὸ  ὁποῖον  ἐξέχει  περισσότερον  εἶναι  βυθισμένον περισσότερον ἐντὸς τοῦ ὑδραργύρου, τὰ δὲ ἄλλα τεμάχια ἀναλόγως.

Μόνον μὲ μίαν τοιαύτην διάταξιν ἐπέρχεται ἰσορρόπησις τῶν δια-φόρων τεμαχίων.

Τὸ  αὐτὸ  περίπου  φαινόμενον  συμβαίνει  καὶ  ἐπὶ  τοῦ  στερεοῦ φλοιοῦ τῆς γῆς κατὰ τὴν θεωρίαν τοῦ Airy.

Αἱ ἤπειροι καὶ ἰδίως τὰ ὄρη καὶ οἱ πυθμένες τῶν λεκανῶν τῶν ὠκεανῶν  ἔχουν  ὁμοιόμορφον  πυκνότητα.  Συνεπείᾳ  αὐτοῦ  πρέπει αἱ βάσεις τῶν ὀροσειρῶν, αἱ ὁποῖαι στηρίζονται ἐπὶ τοῦ Sima, νὰ ἀσκοῦν  μεγαλυτέραν  πίεσιν  ἀπὸ  ἐκείνην,  τὴν  ὁποίαν  θὰ  ἀσκοῦν ἐπὶ τοῦ Sima τὰ μικρότερα εἰς ὕψος τεμάχη, τὰ ὁποῖα θὰ ἀποτελοῦν τοὺς  πυθμένας  τῶν  ὠκεανῶν.  Καὶ  ἐπειδὴ  τὸ  Sima,  καὶ  ἂν  δὲν τὰ  παραδεχθῶμεν  ρευστόν,  ἀλλὰ  στερεόν,  ὑποχωρεῖ  πάντως  εἰς τὰς  πιέσεις,  αἱ  ὁποῖαι  διαρκῶς  ἐπιφέρονται  ἐπ’  αὐτοῦ,  πρέπει  τὰ ἐλαφρότερα ἠπειρωτικὰ τεμάχη εἰς τὰς περιοχὰς τῶν ὑψηλῶν ὀρέων νὰ βυθίζωνται ἐντὸς τοῦ Sima βαθύτερον ἀπὸ ὅσον τὰ μικρότερα εἰς  ὕψος  τεμάχη  ἠπειρωτικοῦ  ὑλικοῦ  τῶν  χαμηλοτέρων  ὀρέων, τῶν πεδινῶν περιοχῶν καὶ τὰ τῶν πυθμένων τῶν ὠκεανῶν (εἰκ. 4,  Ι).  Ἀκριβῶς  ὅπως  ἕνα  παγόβουνον,  τὸ  ὁποῖον  βυθίζεται  τόσον περισσότερον εἰς τὸ θαλάσσιον ὕδωρ ὅσον περισσότερον ἐξέχει τῆς ἐπιφανείας τοῦ θαλασσίου ὕδατος, ὅπως καὶ εἰς τὸ προαναφερθὲν πείραμα. Καὶ ἑκάστη ἐξόγκωσις πρὸς τὰ ἄνω τῆς ξηρᾶς ὑπὸ μορφὴν ὑψηλοῦ ὅρους πρέπει νὰ ἔχῃ ἀντίστοιχον ἐξόγκωσιν πρὸς τὰ κάτω, μίαν ρίζαν, οὕτως εἰπεῖν, ἐντὸς τοῦ Sima.

Κατ’ αὐτὸν τὸν τρόπον ἐπιτυγχάνεται ἡ ὑδροστατικὴ ἰσορροπία, ἢ ἡ ἰσοστασία μεταξὺ ἠπειρωτικῶν τεμαχῶν καὶ τῶν πυθμένων τῶν ὠκεανῶν.

Πάντως  ὅλοι  παραδέχονται  ὅτι  κάτω  ἀπὸ  μίαν  ἐπιφάνειαν,  ἡ ὁποία  εὑρίσκεται  εἰς  βάθος  120  χιλιομ.,  ἡ  πίεσις  τὴν  ὁποίαν  τὰ διάφορα τεμάχη ἐπιφέρουν πρὸς τὰ κάτω ἐπὶ τοῦ Sima εἶναι ἡ ἰδία πανταχοῦ, τόσον κάτω ἀπὸ τὰ ὄρη ὅσον καὶ κάτω ἀπὸ τὰς πεδινὰς ἐκτάσεις καὶ τοὺς ὁμαλοὺς πυθμένας τῶν ὠκεανῶν. Ἡ ἐπιφάνεια αὕτη  ὠνομάσθη  ἰσοστατικὴ  ἐπιφάνεια  ἀντισταθμίσεως  (Εἰκ.  4, ΙΙ).

Ἡ κατάστασις ὅμως τῆς ἰσορροπίας τοῦ γηΐνου στερεοῦ φλοιοῦ ὑφίσταται  συνεχῶς  διαταράξεις  καὶ  μάλιστα  ἀπὸ  δύο  φαινόμενα τὰ  ὁποῖα  παράγονται  συνεχῶς  καὶ  εἰς  μεγάλην  ἔκτασιν.  Αὐτὰ εἶναι  ἡ  ἀποκόμισις  καὶ  ἡ  ἱζηματογένεσις.  Ἰδέτε  τὴν  εἰκ.  5.  Διὰ τῆς  ἀποκομίσεως  ὑλικῶν  ἐκ  τοῦ  τεμάχους  Α,  τοῦτο  καθίσταται ἐλαφρότερον  καὶ  τείνει  νὰ  ἀνυψωθῇ,  ἐνῶ  τὸ  τέμαχος  Β,  ὅπου ἀποτίθενται τὰ ἀποκομιζόμενα ὑλικά, καθίσταται βαρύτερον καὶ τείνει νὰ καθιζήσῃ.

Ἂν  ὅμως  συνεπείᾳ  κινήσεως  τμημάτων  τοῦ  στερεοῦ  φλοιοῦ τῆς Γῆς, π.χ. κινήσεων ὅπως δεικνύει ἡ εἰκ. 5, ἢ δι’ ὀρογενετικῶν κινήσεων διαταραχθῇ εἰς μίαν περιοχὴν ἡ ἰσοστατικὴ ἰσορροπία τοῦ   στερεοῦ   φλοιοῦ   τῆς   Γῆς,   γίνονται   ἀμέσως   ἰσοστατικαὶ ἀντισταθμικαὶ ἢ ἐξισωτικαὶ κινήσεις, αἱ ὁποῖαι ἀποκαθιστοῦν τὴν διαταραχθεῖσαν ἴσορροπίαν.