Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Упрощенная диаграмма сходящейся границы.

Граница сходится (также известная как деструктивная граница ) является областью , на Земле , где два или более литосферные плиты сталкиваются. Одна пластина в конечном итоге скользит под другой - процесс, известный как субдукция . Зона субдукции может быть определена плоскостью, на которой происходит много землетрясений, называемой зоной Вадати-Бениоффа . [1] Эти столкновения происходят в масштабах от миллионов до десятков миллионов лет и могут привести к вулканизму, землетрясениям, орогенезу , разрушению литосферы и деформации.. Конвергентные границы возникают между океанически-океанической литосферой, океанически-континентальной литосферой и континентально-континентальной литосферой. Геологические особенности, связанные с конвергентными границами, различаются в зависимости от типа коры.

Тектоника плит управляется конвекционными ячейками в мантии. Конвекционные ячейки являются результатом тепла, генерируемого радиоактивным распадом элементов мантии, выходящих на поверхность, и возврата холодных материалов с поверхности в мантию. [2] Эти конвективные ячейки выносят горячий материал мантии на поверхность вдоль центров распространения, создавая новую кору. По мере того как эта новая корка отталкивается от центра распространения за счет образования новой корки, она охлаждается, истончается и становится более плотной. Субдукция начинается, когда эта плотная кора сходится с менее плотной коркой. Сила тяжести помогает загнать погружающуюся плиту в мантию. [3]По мере того как относительно холодная субдуцирующая плита погружается глубже в мантию, она нагревается, вызывая разрушение водных минералов. Это высвобождает воду в более горячую астеносферу, что приводит к частичному таянию астеносферы и вулканизму. Как обезвоживание, так и частичное плавление происходит вдоль изотермы 1000 ° C (1830 ° F), как правило, на глубинах от 65 до 130 км (от 40 до 81 мили). [4] [5]

Некоторые литосферные плиты состоят как из континентальной, так и из океанической литосферы . В некоторых случаях первоначальное сближение с другой плитой разрушит океаническую литосферу, что приведет к сближению двух континентальных плит. Ни одна из континентальных плит не подчинится. Вероятно, что плита может разорваться по границе континентальной и океанической коры. Сейсмическая томография выявляет части литосферы, отколовшиеся во время конвергенции. [ необходима цитата ]

Зоны субдукции [ править ]

См. Также: Forearc и зона Wadati – Benioff.

Зоны субдукции - это области, где одна литосферная плита скользит под другой на сходящейся границе из-за разницы в плотности литосферы. Эти пластины наклоняются в среднем на 45 °, но могут варьироваться. Зоны субдукции часто отмечены обилием землетрясений в результате внутренней деформации плиты, сближения с противоположной плитой и изгиба океанического желоба. Землетрясения были обнаружены на глубине 670 км (416 миль). Относительно холодные и плотные субдуцирующие плиты втягиваются в мантию и способствуют мантийной конвекции. [6]

Конвергенция океанов и океанов [ править ]

При столкновении двух океанических плит более холодная и плотная океаническая литосфера опускается ниже более теплой и менее плотной океанической литосферы. По мере того, как плита опускается глубже в мантию, она высвобождает воду в результате обезвоживания водных минералов в океанической коре. Эта вода снижает температуру плавления горных пород в астеносфере и вызывает частичное плавление. Частичный расплав пройдет через астеносферу, в конечном итоге достигнет поверхности и сформирует островные вулканические дуги .

Континентально-океаническая конвергенция [ править ]

Когда океаническая литосфера и континентальная литосфера сталкиваются, плотная океаническая литосфера субдуцирует под менее плотную континентальную литосферу. На континентальной коре образуется аккреционный клин, когда глубоководные отложения и океаническая кора соскабливаются с океанической плиты. Вулканические дуги образуются на континентальной литосфере в результате частичного таяния из-за обезвоживания водосодержащих минералов погружающейся плиты.

Континентально-континентальная конвергенция [ править ]

Смотрите также: континентальное столкновение

Некоторые литосферные плиты состоят как из континентальной, так и из океанической коры. Субдукция начинается, когда океаническая литосфера скользит под континентальную кору. По мере того как океаническая литосфера погружается на большие глубины, прикрепленная континентальная кора подтягивается ближе к зоне субдукции. Как только континентальная литосфера достигает зоны субдукции, процессы субдукции изменяются, поскольку континентальная литосфера более плавучая и сопротивляется субдукции под другой континентальной литосферой. Небольшая часть континентальной коры может подвергаться субдукции до тех пор, пока плита не разорвется, что позволит океанической литосфере продолжить субдукцию, горячей астеносфере подняться и заполнить пустоту, а континентальной литосфере - отскочить. [7] Свидетельства этого континентального отскока включают метаморфические породы сверхвысокого давления., которые образуются на глубине от 90 до 125 км (от 56 до 78 миль) и выходят на поверхность. [8]

Вулканизм и вулканические дуги [ править ]

Смотрите также: Вулканическая дуга

Океаническая кора содержит гидратированные минералы, такие как группы амфибола и слюды . Во время субдукции океаническая литосфера нагревается и метаморфизируется, вызывая разрушение этих водных минералов, в результате чего вода попадает в астеносферу. Выброс воды в астеносферу приводит к частичному таянию. Частичное таяние позволяет подниматься более плавучим горячим материалам и может привести к вулканизму на поверхности и размещению плутонов в недрах. [9] Эти процессы, которые генерируют магму, до конца не изучены. [10]

Там, где эти магмы достигают поверхности, они создают вулканические дуги. Вулканические дуги могут формироваться как цепи островных дуг или как дуги на континентальной коре. Три магматические серии вулканических пород обнаружены в ассоциации с дугами. Химически восстановлен толеитовый серии магмы наиболее характерно для океанических вулканических дуг, хотя это также находятся в континентальных вулканических дугах над быстрой субдукцией (> 7 см / год). В этой серии относительно мало калия . Более окисленная известково-щелочная серия , умеренно обогащенная калием и несовместимыми элементами, характерна для континентальных вулканических дуг. Серия щелочных магм(высокообогащенный калием) иногда присутствует в более глубоких континентальных глубинах. Серия шошонита с чрезвычайно высоким содержанием калия встречается редко, но иногда встречается в вулканических дугах. [5] андезитовый член каждой серии , как правило , наиболее распространенный, [11] и переход от базальтового вулканизма глубокого Тихоокеанского бассейна к андезитовому вулканизму в окружающих вулканических дугах были назван андезитовыми линиями. [12] [13]

Задние дуговые бассейны [ править ]

Смотрите также: область задней дуги

Бассейны задней дуги образуются за вулканической дугой и связаны с тектоникой растяжения и высоким тепловым потоком, часто являясь домом для центров распространения на морском дне. Эти центры распространения подобны срединно-океаническим хребтам, хотя состав магмы задуговых бассейнов обычно более разнообразен и содержит более высокое содержание воды, чем магмы срединно-океанических хребтов. [14] Задуговые бассейны часто характеризуются тонкой горячей литосферой. Открытие задуговых бассейнов может возникнуть в результате перемещения горячей астеносферы в литосферу, вызывая расширение. [15]

Океанические траншеи [ править ]

См. Также: Океанический желоб

Океанические желоба представляют собой узкие топографические впадины, отмечающие конвергентные границы или зоны субдукции. Океанические траншеи в среднем составляют от 50 до 100 км (от 31 до 62 миль) в ширину и могут достигать нескольких тысяч километров в длину. Океанические желоба образуются в результате изгиба погружающейся плиты. Глубина океанических желобов, по-видимому, определяется возрастом субдуцируемой океанической литосферы. [5] Отложения в океанических желобах различаются и обычно зависят от количества наносов, поступающих с окружающих территорий. Океаническая впадина , Марианская впадина , является самой глубокой точкой океана на глубине примерно 11000 м (36089 футов).

Землетрясения и цунами [ править ]

См. Также: Землетрясение

Землетрясения распространены вдоль сходящихся границ. Область высокой сейсмической активности, зона Вадати-Бениофф , обычно наклоняется под углом 45 ° и отмечает субдуцирующую плиту. Землетрясения произойдут на глубине 670 км (416 миль) вдоль окраины Вадати-Бениофф.

Вдоль сходящихся границ действуют силы сжатия и растяжения. На внутренних стенках траншей происходит нарушение сжатия или взброс из-за относительного движения двух плит. Обратные разломы соскребают океанические отложения и приводят к образованию аккреционного клина. Обратные разломы могут привести к землетрясениям мегапространства . На внешней стене траншеи возникает растяжение или нормальный разрыв, вероятно, из-за изгиба опускающейся плиты. [16]

Сильное землетрясение может вызвать внезапное вертикальное смещение большой площади дна океана. Это, в свою очередь, вызывает цунами . [17]

Некоторые из самых смертоносных стихийных бедствий произошли из-за сходящихся пограничных процессов. 2004 Землетрясение в Индийском океане и цунами было вызвано мегаземлетрясение по сходящимся границе Индийской плиты и Бирма микропланшет и погибло более 200 000 человек. Цунами 2011 года у побережья Японии , в результате которого погибло 16 000 человек и был нанесен ущерб в размере 360 миллиардов долларов США, было вызвано землетрясением магнитудой 9 мегаполисов вдоль сходящейся границы Евразийской и Тихоокеанской плит.

Аккреционный клин [ править ]

См. Также: Аккреционный клин.

Аккреционные клинья (также называемые аккреционными призмами ) образуются по мере того, как осадок соскабливается с субдуцирующей литосферы и размещается на доминирующей литосфере. Эти отложения включают вулканическую кору, турбидитовые отложения и пелагические отложения. В аккреционных клиньях возникают сложные надвиговые разломы вдоль базальной поверхности деколлемента, поскольку силы продолжают сжимать и нарушать эти вновь добавленные отложения. [5] Продолжающееся разрушение аккреционного клина приводит к общему утолщению клина. [18] Топография морского дна играет некоторую роль в аккреции, особенно в образовании изверженной коры. [19]

Примеры [ править ]

  • Столкновение Евразийской плиты и Индийской плиты , образующей Гималаи .
  • Столкновение Австралийской плиты и Тихоокеанской плиты, которая сформировала Южные Альпы / Ка Тиритири о те Моана в Новой Зеландии
  • Субдукция северной части Тихоокеанской плиты и Северо- западной Североамериканской плиты , образующей Алеутские острова .
  • Погружение плиты Наска под Южноамериканскую плиту с образованием Анд .
  • Субдукция Тихоокеанской плиты под Австралийскую плиту и плиту Тонга с образованием комплекса границ субдукции / преобразования Новой Зеландии в Новую Гвинею .
  • Столкновение Евразийской и Африканской плит сформировало Понтийские горы в Турции .
  • Субдукция Тихоокеанской плиты под Марианскую плиту сформировала Марианский желоб .
  • Погружение плиты Хуан-де-Фука под Северо-Американскую плиту с образованием Каскадного хребта .

См. Также [ править ]

  • Список тектонических плит  - Список относительно движущихся участков литосферы Земли.
  • Список взаимодействий тектонических плит  - определения и примеры взаимодействий между относительно подвижными участками литосферы
  • Обдукция  - надвиг океанической литосферы на континентальную литосферу на границе сходящейся плиты.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Викандер, Рид; Монро, Джеймс С. (2016). Геол (2-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Cengage Learning. ISBN 978-1133108696. OCLC  795757302 .
  2. ^ Tackley, Пол Дж (2000-06-16). «Мантийная конвекция и тектоника плит: к единой физической и химической теории». Наука . 288 (5473): 2002–2007. Bibcode : 2000Sci ... 288.2002T . DOI : 10.1126 / science.288.5473.2002 . ISSN 1095-9203 . PMID 10856206 .  
  3. ^ Конрад, Клинтон П .; Литгоу-Бертеллони, Каролина (01.10.2004). «Временная эволюция движущих сил плит: важность« всасывания плиты »по сравнению с« вытягиванием плиты »во время кайнозоя». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 109 (B10): B10407. Bibcode : 2004JGRB..10910407C . DOI : 10.1029 / 2004JB002991 . ЛВП : 2027,42 / 95131 . ISSN 2156-2202 . 
  4. ^ Бурдон, Бернар; Тернер, Саймон; Доссето, Энтони (01.06.2003). «Обезвоживание и частичное плавление в зонах субдукции: ограничения от неравновесия U-серии» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 108 (B6): 2291. Bibcode : 2003JGRB..108.2291B . DOI : 10.1029 / 2002JB001839 . ISSN 2156-2202 . 
  5. ^ а б в г П., Кири (2009). Глобальная тектоника . Klepeis, Keith A., Vine, FJ (3-е изд.). Оксфорд: Уайли-Блэквелл. ISBN 9781405107778. OCLC  132681514 .
  6. ^ Widiyantoro, Шри; Хилст, Роб Д. Ван Дер; Гранд, Стивен П. (1997-12-01). «Глобальная сейсмическая томография: снимок конвекции в земле» . GSA сегодня . 7 (4). ISSN 1052-5173 . 
  7. ^ Конди, Кент С. (2016-01-01). «Эволюция земной коры и мантии». Земля как развивающаяся планетная система . Академическая пресса. С. 147–199. DOI : 10.1016 / b978-0-12-803689-1.00006-7 . ISBN 9780128036891.
  8. ^ Эрнст, WG; Maruyama, S .; Уоллис, С. (2 сентября 1997 г.). «Управляемая плавучестью, быстрая эксгумация метаморфизованной континентальной коры сверхвысокого давления» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (18): 9532–9537. Bibcode : 1997PNAS ... 94.9532E . DOI : 10.1073 / pnas.94.18.9532 . ISSN 0027-8424 . PMC 23212 . PMID 11038569 .   
  9. ^ Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 604–612. ISBN 9780521880060.
  10. ^ Кастро, Антонио (январь 2014). «Внекоровое происхождение гранитных батолитов» . Границы геонаук . 5 (1): 63–75. DOI : 10.1016 / j.gsf.2013.06.006 .
  11. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 375.
  12. ^ Уотерс, штат Вашингтон (7 апреля 2006). «Маршалл, Патрик 1869 - 1950» . Словарь Новой Зеландии Биографии . Проверено 26 ноября 2020 года .
  13. ^ White, AJR (1989). «Андезитовая линия» . Петрология . Энциклопедия наук о Земле: 22–24. DOI : 10.1007 / 0-387-30845-8_12 . ISBN 0-442-20623-2.
  14. ^ Тейлор, Брайан; Мартинес, Фернандо (март 2002 г.). «Управление клином мантии при аккреции задней дуги коры». Природа . 416 (6879): 417–420. Bibcode : 2002Natur.416..417M . DOI : 10.1038 / 416417a . ISSN 1476-4687 . PMID 11919628 . S2CID 4341911 .   
  15. ↑ Тацуми, Ёсиюки; Отофудзи, Йо-Ичиро; Мацуда, Такааки; Нода, Сусуму (10 сентября 1989 г.). «Открытие задугового бассейна Японского моря астеносферной инжекцией». Тектонофизика . 166 (4): 317–329. Bibcode : 1989Tectp.166..317T . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (89) 90283-7 . ISSN 0040-1951 . 
  16. ^ Оливер, Дж .; Sykes, L .; Изакс Б. (1969-06-01). «Сейсмология и новая глобальная тектоника». Тектонофизика . 7 (5–6): 527–541. Bibcode : 1969Tectp ... 7..527O . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (69) 90024-9 . ISSN 0040-1951 . 
  17. ^ "Вопросы и ответы о землетрясениях Megathrust" . Природные ресурсы Канады . Правительство Канады. 19 октября 2018 . Проверено 23 сентября 2020 года .
  18. ↑ Константиновская, Елена; Малавией, Жак (01.02.2005). «Эрозия и эксгумация в аккреционных орогенах: экспериментальные и геологические подходы». Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (2): Q02006. Bibcode : 2005GGG ..... 6.2006K . DOI : 10.1029 / 2004GC000794 . ISSN 1525-2027 . 
  19. ^ Шарман, Джордж Ф .; Кариг, Дэниел Э. (1975-03-01). «Субдукция и аккреция в окопах». Бюллетень GSA . 86 (3): 377–389. Bibcode : 1975GSAB ... 86..377K . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1975) 86 <377: SAAIT> 2.0.CO; 2 . ISSN 0016-7606 . 

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с субдукцией, на Викискладе?