L'isostasia

Le porzioni in cui è suddivisa la litosfera galleggiano sull'astenosfera plastica secondo modalità descritte dal principio dell'isostasia (dal greco ísos, uguale, e stásis, stato); in base a questo principio, la crosta terrestre tende a raggiungere una condizione di equilibrio attraverso spostamenti verticali e orizzontali delle masse superficiali e profonde.

Le terre emerse sono più rilevate dei fondali oceanici, sia perché sono costituite da rocce più leggere, sia perché formate da una litosfera più spessa. Le rocce più comuni dei continenti sono a composizione granitica e risultano generalmente più leggere di quelle basaltiche, tipiche dei fondali oceanici. La diversità di peso fra graniti e basalti non basta, però, da sola a spiegare, per esempio, il forte dislivello tra la catena himalayana, che supera gli 8000 m di altitudine, e il fondo dell'oceano indiano, che raggiunge profondità superiori ai 10 000 m. Si ipotizza, dunque, che i continenti siano più rilevati dei fondali oceanici circostanti, perché costituiti da una litosfera molto più spessa. Da calcoli eseguiti risulta, infatti, che la litosfera continentale è spessa in media 100 km, contro i 70 km della litosfera oceanica. La situazione è analoga a quella di un tronco e di un ramoscello che galleggiano su uno specchio d'acqua: il tronco ha una parte emersa più rilevata sul pelo dell'acqua rispetto al ramoscello, ma ha anche una parte immersa molto più in profondità.

Secondo il principio dell'isostasia, le zolle in cui la litosfera è fratturata galleggiano, per la loro relativa leggerezza, sull'astenosfera, che si comporta come un fluido particolarmente denso e pesante. Il principio dell'isostasia prevede anche che, se una certa porzione di crosta aumenta di peso, essa reagisce sprofondando e si solleva se accade il contrario oppure se l'aumento di peso non è accompagnato da un aumento di volume tale da rovesciarne gli effetti. Tutta la crosta terrestre tenderebbe a un riequilibrio isostatico per compensare gli effetti della dinamica profonda, che porta continuamente a ispessimenti di crosta, e quelli dell'erosione, che porta ad alleggerimenti. In base a considerazioni geofisiche, si pensa che questi spostamenti avvengano a profondità non molto elevata e che esista una superficie, detta di compensazione isostatica, situata a 60-100 km di profondità, al di sotto della quale cessano le variazioni di densità e si realizza uno stato permanente di equilibrio.

L'osservazione di quanto avviene lungo la costa scandinava conferma le precedenti considerazioni. Circa 20 000 anni fa, la Scandinavia era ricoperta da un inlandisis, calotta glaciale spessa da 2000 a 3000 m. Sotto il suo peso, il continente è sprofondato per più di un centinaio di metri; quando il ghiaccio ha iniziato a fondere, il continente si è risollevato, ma a causa della viscosità del mantello il sollevamento è in ritardo rispetto all'alleggerimento post-glaciale ed è tuttora in atto, con velocità di circa 1 m al secolo.