Вадати-Беньофф зона (также Беньофф-Вадать зона или Беньофф зона или Беньофф сейсмической зона ) представляет собой плоская зону сейсмичности , соответствующую понижающие собираются плитами в субдукционной зоне. [1] Дифференциальное движение вдоль зоны вызывает многочисленные землетрясения , очаги которых могут достигать глубины около 670 км (420 миль). Термин был назван в честь двух сейсмологов , Хьюго Бениоффа из Калифорнийского технологического института и Кию Вадати из Японского метеорологического агентства., которые самостоятельно открыли зоны. [2]
Землетрясения в зоне Вадати – Бениофф развиваются под вулканическими островными дугами и континентальными окраинами над зонами активной субдукции. [3] Они могут возникать в результате скольжения по разлому субдукционного надвига или скольжения по разломам внутри опускающейся плиты в результате изгиба и растяжения, когда плита втягивается в мантию. [4] В глубоких землетрясений вдоль зоны позволяют сейсмологи отобразить трехмерную поверхность субдуцирующей плиты океанической коры и мантии.
Открытие [ править ]
В 1949 году Хьюго Бениофф представил метод определения приращений упругой деформации отскока при землетрясениях на конкретном разломе. [5] Он определил, что квадратный корень из энергии землетрясения пропорционален как приращению упругой деформации отскока, так и смещению отскока, и разработал способ определения того, возникла ли серия землетрясений вдоль одной структуры разлома. Его исследования были сосредоточены на зоне субдукции Кермадек-Тонга и в зоне субдукции в Южной Америке, и было установлено, что в обоих местах очаги землетрясений падают по плоскостям, наклоненным на ~ 45 ° от желобов. [5] Эти плоскости сейсмичности были позже названы зонами Бениоффа или зонами Вадати-Бениофф для Кийу Вадати, который в то же время проводил аналогичные наблюдения независимо от Бениоффа.
Структура [ править ]
Угол падения погружающейся плиты и, следовательно, сейсмической зоны Бениоффа, в основном контролируется отрицательной плавучестью плиты и силами, возникающими в результате движения астеносферы . Младшая литосфера горячая и более плавучая, в результате чего в неглубоких-окунании зон Беньофа, тогда как старше литосфера плотнее и холоднее, вызывая более крутые провалов. [6] Зона Бениоффа простирается от поверхности до глубины до 670 км. Верхняя граница находится прямо под слабыми отложениями в носке клина зоны субдукции, а нижняя граница - там, где происходит переход от хрупкого к пластичному состоянию. Большинство землетрясений происходит в пределах изотермы 1000 ° C.внутри плиты, которая еще не нагрелась до температуры окружающей мантии, в которую она погружается. [7] На глубинах ниже толщины литосферы землетрясения больше не генерируются надвигами на границе двух плит, потому что астеносфера слаба и не может выдерживать напряжения, необходимые для разломов. В этой области внутренняя деформация еще остывшей опускающейся плиты является источником землетрясений. До глубины 300 км реакции дегидратации и образование эклогита являются основными причинами сейсмичности. Ниже 300 км, начиная примерно с изотермы 700 ° C, происходит минералогический фазовый переход от оливина к шпинели.происходит и считается основным механизмом землетрясений этих очень глубоких землетрясений. [8]
Двойные зоны Бениоффа [ править ]
В некоторых случаях зоны субдукции показывают две параллельные поверхности сейсмичности, разделенные десятками километров на промежуточных глубинах (50–200 км). [9] Главный пример этого расположен вдоль крупнейшего острова Японии Хонсю, где зона Вадати-Бениофф характеризуется двумя четко очерченными линиями очагов землетрясений с расстоянием между каждой линией 30-40 километров. [10] Исследование глобального распространения двойных зон Бениоффа показало, что они распространены в зонах субдукции по всему миру. [11]
Самая верхняя поверхность сейсмичности находится в коре опускающейся плиты и объясняется реакциями дегидратации в этой океанической коре, приводящими к образованию эклогита. Механизм за нижней зоной сейсмичности, расположенной в верхней мантийной части нисходящей литосферы, все еще обсуждается; [9] глобальная повсеместность двойных зон Бениоффа указывает на то, что это должен быть процесс, который обычно происходит в зонах субдукции. Некоторые из предполагаемых механизмов нестабильности включают обезвоживание, охрупчивание, вызванное разрушением антигорита или хлорита в верхней мантии гидратированного перидотита [11] и разгибание плиты. [9] Наблюдения из сейсмических исследований показывают, что литосферная мантия на промежуточных глубинах, где встречаются двойные зоны Бениоффа, является сухой, что способствует предложенному механизму разгибания плиты. [9]
Ссылки [ править ]
- ^ Статьи по теме. «Зона Бениоффа (сейсмический пояс) - Британская онлайн-энциклопедия» . Britannica.com . Проверено 2 марта 2010 .
- ^ "Развитие теории [Эта динамическая Земля, USGS]" . Pubs.usgs.gov . Проверено 2 марта 2010 .
- ^ Langmuir, Чарльз Х .; Брокер, Уолли (22 июля 2012 г.). Как построить пригодную для жизни планету: история Земли от Большого взрыва до человечества . п. 298. ISBN 9780691140063.
- ^ Зона Бениоффа | Краткое изложение мира наук о Земле . Bookrags.com . Проверено 2 марта 2010 .
- ^ a b Бениофф, Хьюго (1949). «Сейсмические свидетельства разломного происхождения океанических глубин». Бюллетень Геологического общества Америки . 60 (12): 1837–1866. Bibcode : 1949GSAB ... 60.1837B . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1949) 60 [1837: seftfo] 2.0.co; 2 .
- ^ Keary, P .; Klepeis, KA; Vines, FJ (2012). Глобальная тектоника . Вили-Блэквелл. С. 225–264.
- ^ Brodholt, J .; Штейн, С. (1988). "Реологический контроль сейсмичности зоны Вадати-Бениофф" (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 15 (10): 1081–1084. Bibcode : 1988GeoRL..15.1081B . DOI : 10,1029 / gl015i010p01081 .
- ^ Грин, HW (1994). «Разрешение парадокса глубоких землетрясений». Sci. Am . 271 (3): 64–71. Bibcode : 1994SciAm.271c..64G . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0994-64 .
- ^ a b c d Reynard, B .; Nakajima, J .; Кавакацу, Х. (2010). «Землетрясения и пластическая деформация безводной плиты мантии в двойных зонах Вадати-Бениоффа» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 37 (24): н / д. Bibcode : 2010GeoRL..3724309R . DOI : 10.1029 / 2010gl045494 .
- ↑ Bolt, Брюс (август 2005 г.), Earthquakes: Centennial Update 2006 - The 1906 Big One (Пятое изд.), WH Freeman and Company , стр. 40, 41, 138, 139, ISBN 978-0716775485
- ^ a b Брудзинский, MR; Тербер, Швейцария; Хакер, BR; Энгдаль, ER (2007). «Глобальная распространенность двойных зон Бениоффа» . Наука . 316 (5830): 1472–1474. Bibcode : 2007Sci ... 316.1472B . DOI : 10.1126 / science.1139204 . PMID 17556583 . S2CID 15963109 .
