Isostatic state of the Upper Rhine graben

Abstract

In any particular region isostatic anomalies point out the balance degree, establishing the excess or deficit of compensating masses. Nevertheless the distribution of these masses is not unique. Current isostatic models consider a simple dipolar mass configuration. The performance of predictive isostatic anomaly derived from an extensional crustal model, compensated in the Airy’s system, is analyzed for a sedimentary basin with intracrustal anomalous masses, settled on an anomalous lithospheric mantle. The gravimetric analysis for two cross sections of the Upper Rhine graben, is based on all the geophysical information available for this region: seismic results (reflection and refraction) and a remarkable thermal anomaly derived from several geophysical studies. The calculated isostatic anomalies and predictive vertical movements indicate: i- that nowadays the state is close to the isostatic balance both at north and south of the Rhine graben; ii- the future vanishing of the thermal anomaly in the southern section will cause thermal subsidence; iii- in qualitative terms, simple dipolar isostatic models are adequate for the predictive vertical movability evaluations.

Las anomalías isostáticas para una región en particular señalan el grado de balance, estableciendo el excedente o defecto de masas de compensación pero no su distribución de manera unívoca. Los modelos isostáticos usuales consideran una configuración de masas de dipolo simple. Analizamos aquí la eficiencia predictiva de la anomalía isostática, calculada a partir de un modelo cortical distensivo compensado en el sistema de Airy, para una cuenca sedimentaria con masas anómalas intracorticales y emplazada sobre un manto litosférico también anómalo. El análisis gravimétrico, para dos secciones transversales al graben del Rhin Superior, se basa en la información geofísica existente para esa región: resultados sísmicos (reflexión y refracción) y una significativa anomalía termal inferida a partir de diversos estudios geofísicos. Las anomalías isostáticas y la movilidad vertical predictiva calculadas indican: i- el estado actual cercano al equilibrio isostático en el norte y sur del graben; ii- la futura desactivación de la anomalía calórica en la sección sur, provocará sin duda subsidencia térmica; iii- los modelos isostáticos de dipolo simple son cualitativamente adecuados para las evaluaciones de movilidad vertical predictiva.