Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Желоб Тонга составляет северную половину системы субдукции Тонга-Кермадек, которая простирается на 2550 км (1580 миль) между Новой Зеландией и Тонгой. [1]

Тонга Trench является океанический желоб , расположенный в юго - западной части Тихого океана . Это самая глубокая траншея в Южном полушарии и вторая по глубине на Земле. Самая быстрая тектоническая скорость на Земле происходит в этом месте, как Тихоокеанская плита в настоящее время субдуцированная на запад в траншее.

Когда миссия Аполлона 13 была прервана в 1970 году из-за взрыва в кислородном баллоне, когда космический корабль вернулся на Землю, его радиоизотопный термоэлектрический генератор сломался в атмосфере, и источник тепла погрузился в район Тихого океана, который находится либо в или около желоба Тонга. Однако мониторинг атмосферы и океана показал, что выброса ядерного топлива не произошло. [2]

Horizon Deep [ править ]

НИС « Горизонт» - 1948 г. Используется как буксир вспомогательного флота USS ATA-180

Самая глубокая точка желоба Тонга, Horizon Deep на 23,25833 ° ю.ш. 174,726667 ° з.д. , имеет глубину 10800 ± 10 м (35,433 ± 33 фута), что делает ее самой глубокой точкой в ​​Южном полушарии и второй по глубине на Земле после Challenger. Глубоко в Марианской впадине . Он назван в честь исследовательского судна Horizon в Институте океанографии Скриппса , экипаж которого нашел глубоко в декабре 1952 года [3]23 ° 15′30 ″ ю.ш. 174 ° 43′36 ″ з.д. /  / -23,25833; -174,726667

В отложениях Horizon Deep, одной из самых глубоких траншей для хадалов , обитает сообщество круглых червей . Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что численность особей в этом сообществе в шесть раз больше, чем на участке на краю траншеи ( около 6250 м (20510 футов)) рядом с глубиной, и что разница в биомассе между этими местами даже больше. С другой стороны, видовое разнообразие на склоне желоба в два раза больше, вероятно, из-за небольшого количества условно-патогенных видов в желобе. [4] Цифры численности и биомассы аналогичны для глубин Марианской впадины, но значительно ниже в Перу-Чилийской впадине . [5]

Пилотируемый спуск [ править ]

Глубоководное вспомогательное судно DSSV Перепад давления и ограничивающий фактор DSV на его корме

Траншея Тонга и операционная зона были обследованы судном обеспечения, глубоководным вспомогательным судном DSSV Pressure Drop , с помощью многолучевого эхолота Kongsberg SIMRAD EM124. Собранные данные будут переданы инициативе GEBCO Seabed 2030. [6] [7] Погружение было частью экспедиции Five Deeps . [8] Цель этой экспедиции - составить карту и посетить самые глубокие точки всех пяти океанов к концу сентября 2019 года. [8]

В рамках экспедиции Five Deeps, Sirena Deep, находящаяся в 5750 км (3570 миль) от Horizon Deep, посетил Виктор Весково во время первого спуска человека на дно Sirena Deep 5 июня 2019 г. (в режиме Deep-Submergence Ограничивающий фактор транспортного средства DSV (модель погружного устройства Triton 36000/2)) и измеренная глубина 10 823 м (35 509 футов) ± 10 м (33 фута) путем прямых измерений давления CTD . [9] Этот спуск и прямое измерение глубины Глубины Сирены произошло через месяц после четырехкратного погружения на дно Глубины Челленджера , которая также находится примерно в 6000 км от желоба Тонга.

Геология [ править ]

Система дуги Тонга-Кермадек [ править ]

Область между траншеей Тонгов и Lau задуговым , в Tonga-Кермадеке хребте , двигается независимо от Австралии и Тихоокеанских плит и подразделяется на несколько небольших пластины, Тонга , Кермадек и Ниуафих пластины. Плита Тонга обращена к желобу Тонга. [10]

Система Тонга-Тренч-Арка представляет собой конвергентную маржу с преобладанием протяженности и неаккрецию. Тихоокеанская плита погружается в желоб на запад. Скорость конвергенции оценивается в 15 см / год (5,9 дюйма / год), но измерения GPS в северной траншее указывают на скорость конвергенции 24 см / год (9,4 дюйма / год) там. [11] Это самая высокая скорость плит на Земле, в результате - самая активная зона мантийной сейсмичности Земли . [12]Скорость субдукции снижается к югу вдоль дуги Тонга-Кермадек, с 24 см / год (9,4 дюйма / год) на севере до 6 см / год (2,4 дюйма / год) на юге, а также становится более наклонной к югу. Высокий уровень в желобе Тонга в значительной степени связан с сокращением расширения в бассейне Лау. [13] Расширение земной коры в миоценовом хребте Лау-Колвилл началось 6 млн лет назад, что положило начало открытию впадины Лау-Гаврского прогиба. С тех пор это расширение распространилось на юг и превратилось в центр распространения в бассейне Лау перед желобом Тонга. Таким образом, перед траншеями Тонга-Кермадек образуется новая корка, а за ней в желобе Тонга поглощается старая корка. [14]

Лавина Тихоокеанской плиты [ править ]

В то время как большинство сильных землетрясений происходит в зоне контакта между обеими тектоническими плитами, что связано с трением во время субдукции, другие возникают на Тихоокеанской плите из-за ее изгиба. [15] Тихоокеанская кора, которая спускается в желоб, старая, 100–140 млн лет, и относительно холодная, поэтому она может хранить много упругой энергии. Когда он проникает глубоко в мантию, более чем на 600 км (370 миль), и сталкивается с препятствиями, он искажается, что вызывает глубокие мантийные землетрясения. [16]

c. В 500 км (310 миль) ниже бассейна Северного Фиджи обособленный сегмент субдуцированной Австралийской плиты столкнулся с субдуцированной Тихоокеанской плитой, которая вызывает множество крупномасштабных землетрясений. Субдуцированная Тихоокеанская плита также деформируется в результате столкновения, поскольку обе плиты оседают на границе 660 км . Это столкновение плит, вероятно, произошло 5–4 млн лет назад, когда бассейн Лау начал открываться. [17]

Океанические желоба являются важными участками для формирования того, что станет континентальной корой, и для возврата материала обратно в мантию . Вдоль желоба Тонга мантийные расплавы переносятся в островодужные системы, и собираются глубинные океанические отложения и фрагменты океанической коры. [11]

Переход Тонга-впадина – бассейн Лау [ править ]

В своем северном конце желоб Тонга изгибается на запад в микроплит, взаимосвязанные центры спрединга и зоны деформации бассейна Лау. Но желоб Тонга также имеет продолжение в неактивном желобе Витязь (к северу от области карты), с которым он образовал единую непрерывную траншею перед открытием бассейна Северных Фиджи (к западу от области карты). Козерог подводные горы ( в центре справа) сидят на восточном склоне желоба.

Северный конец желоба Тонга (на 15 ° 10 'ю.ш.), вероятно, связан с зоной разлома Фиджи , простирающейся с востока на запад к северу от Фиджи, но желоб оканчивается сложным переходом от субдукции к сдвиговому движению, и сейсмичность указывает на наличие c. 100 км (62 мили) - широкая переходная зона, а не простой трансформный разлом . В или около этой зоны есть тройное соединение гребень-гребень-гребень ( 15 ° 37′S 174 ° 52′W ), известное как тройное соединение Кинга или Мангатолу (MTJ), характеризующееся деформацией и недавним интенсивным вулканизмом (см. например Домашний риф  / 15,617 ° ю.ш. 174,867 ° з.д. / -15,617; -174,867). Вулканическая дуга Тофуа на севере хребта Тонга простирается до менее чем 40 км (25 миль) от северного конца желоба. [18]

К северу от MTJ находится Северо-восточный центр распространения Лау (NELSC), который пересекает северный конец желоба Тонга и является одним из трех основных центров распространения в северной части бассейна Лау (вместе с Центром распространения Футуны и Северо-западом Центр разбрасывания Lau.) Максимальная скорость разбрасывания в NELSC составляет 94 мм / год (3,7 дюйма / год), но разбрасывание уменьшается до нуля на обоих концах центра распределения. Однако общая скорость распространения между Тонганской и Австралийской плитами составляет 157 мм / год (6,2 дюйма / год), и поэтому должны существовать дополнительные микроплиты и / или зоны деформации. NELSC, вероятно, получает магматический вклад из горячей точки Самоа . [19]NELSC имеет морфологию, аналогичную морфологии медленно распространяющихся хребтов с множеством плотно расположенных гребней и впадин. Там, где он встречается с желобом, между хребтом Тонга, Тихоокеанской плитой и Австралийской плитой развивается граница с преобразованием-преобразованием гребня. [18]

К северо-востоку от 60-градусного изгиба желоба Тонга дно Тихого океана полно параллельных линий. Они были интерпретированы как остатки исчезнувшего, простирающегося с востока на запад центра распространения на Тихоокеанской плите, намного более древнего, чем желоб Тонга. [18]

Столкновение с цепью подводных гор в Луисвилле [ править ]

На своем южном конце ( около 26 ° ю.ш.) желоб Тонга сталкивается с цепью подводных гор Луисвилл , цепью гайотов и подводных гор на Тихоокеанской плите, примерно параллельной цепи подводных гор Гавайско-Императорский в северной части Тихого океана. Зона столкновения Луисвилля перемещается на юг со скоростью 18 см / год (7,1 дюйма / год) из-за разницы в наклонном угле между Луисвиллским хребтом относительно направления конвергенции. В восточной части бассейна Лау центры спрединга распространяются на юг примерно с такой же скоростью. Зона столкновения также смещает желоб Тонга на северо-запад относительно желоба Кермадек на ок. 50 км (31 миль). [11]Поглощение Луисвиллского хребта вызвало значительную эрозию внешнего края передней дуги южной Тонги и, вероятно, ускорило погружение желоба Тонга, что делает желоб Тонга вторым по глубине желобом на Земле и значительно глубже, чем желоб Тонга. Кермадекский желоб. [20]

Самая старая и самая западная из подводных гор Луисвилля, подводная гора Осборн , находится на краю траншеи, и ее бывшая плоская вершина в настоящее время наклоняется в сторону траншеи. [21] К западу от подводной горы Осборн широкая зона разломных блоков обмеливает траншею на 3000 м (9800 футов), в то время как прилегающая передняя дуга поднимается на с. 300 м (980 футов) и покрыта каньонами . [22]

Зона столкновения в Луисвилле коррелирует с зоной сейсмического затишья вдоль желоба Тонга-Кермадек, известной как «Луисвиллский провал». Этот разрыв в сейсмичности указывает на то, что погружение подводных гор подавляет или даже предотвращает сейсмичность в зонах субдукции, возможно, за счет увеличения интервалов между землетрясениями, но механизм этого процесса плохо изучен. [23]

Геохимические данные свидетельствуют о том, что цепь Луисвилля подвергалась субдукции под дугой Тонга-Кермадек с 4 млн лет назад. Сейсмические исследования выявили направленный на юг вдоль дуги мантийный поток, который указывает на то, что тихоокеанская мантия заменяется индо-австралийской мантией к западу от желоба Тонга. [24]

Осборн Троуг [ править ]

Желоб Осборна, расположенный на 25,5 ° ю.ш. к северу от зоны столкновения Луисвиллского хребта, представляет собой потухший спрединговый хребет длиной 900 км (560 миль), расположенный на полпути между двумя большими океаническими плато к северу и югу от желоба Тонга соответственно: Манихики 1750 км (1090 миль) к северу и Хикуранги 1550 км (960 миль) к югу. Эти плато когда-то составляли часть большой вулканической провинции Онтонг-Ява- Манихики-Хикуранги ( 100 × 10 6  км 3 (3,5 × 10 18  куб футов) ). Распространение между плато прекратилось, когда Хикуранги столкнулся с возвышением Чатем.^к востоку от Новой Зеландии в 86 млн лет. [25] Западный конец желоба Осборн ограничен желобом Тонга, а его восточный - уступом Вишбоун-Восточный Манихики. Между ними желоб Осборна разделен на три сегмента, разделенных правым смещением. Вблизи желоба Тонга на батиметрию этих структур влияет изгиб Тихоокеанской плиты. [26]

Подводная гора Козерог [ править ]

Основная статья: Подводная гора Козерог

Подводная гора Козерог - это гайот, расположенный на восточной стене желоба северной Тонги (см. Карту выше). Это большой гайот, шириной 100 км (62 мили) в основании с небольшой частью рифовой или лагунной вершины, достигающей 440 м (1440 футов) ниже уровня моря. Изгиб Тихоокеанской плиты в желобе Тонга в настоящее время разрезает его, как буханку хлеба: внутри гайота параллельно траншею развиваются горстовые и грабеновые системы с направлением север-юг ; западный склон гайота достиг траншеи глубиной 9 000 м (30 000 футов) и начал ее засыпку; вершина гайота наклонена на 1,7 ° к желобу, а его центр находится всего в 45 км (28 миль) от оси желоба. [27]Ожидается, что подводная гора Козерог будет полностью поглощена траншеей в течение 500 000 лет. [28]

См. Также [ править ]

  • Геология Тихого океана
  • Список топографических особенностей подводной лодки

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Смит и Прайс 2006 , стр. 316
  2. ^ Ферлонг & Уолквиста 1999 , стр. 27
  3. ^ "Географический справочник названий подводных объектов GEBCO" . GEBCO . 26 апреля 2015 . Проверено 9 апреля 2017 года .
  4. ^ Leduc et al. 2016 , Аннотация
  5. ^ Leduc et al. 2016 , стр. 8
  6. ^ Проект Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030
  7. ^ «Объявлено о крупном партнерстве между Фондом Nippon-GEBCO Seabed 2030 Project и Five Deeps Expedition» . gebco.net . 11 марта 2019 . Проверено 19 июня 2019 года .
  8. ^ а б "Экспедиция пяти глубин: Дом" . fivedeeps.com . Проверено 9 января 2019 года .
  9. ^ «ПОДТВЕРЖДЕНО: Вторая самая глубокая точка горизонта на планете» (PDF) . fivedeeps.com . Проверено 19 июня 2019 года .
  10. ^ Bird 2003 , плита Тонга (TO), плита Кермадек (KE) и плита Ниуафоу (NI), стр. 28
  11. ^ а б в Райт и др. 2000 , Геологическая обстановка, с. 490–491.
  12. ^ Бевис и др. 1995 , Аннотация
  13. ^ Смит и др. 2003 , стр. 100
  14. ^ Смит и др. 2003 , стр. 114
  15. ↑ Гарсия-Кастелланос, Торн и Фернандес 2000
  16. ^ Бевис и др. 1995 , стр. 251
  17. ^ Richards, Holm & Barber 2011 , Аннотация
  18. ^ а б в Райт и др. 2000 , Карта 1: Граница сдвига и окончание желоба, стр. 499–502.
  19. ^ German et al. 2006 , стр. 3–4.
  20. ^ Контрерас-Рейес и др. 2011 , рис.1, с. 2; [6], с. 2
  21. ^ Контрерас-Рейес и др. 2011 , 4:12; 14:38
  22. ^ Стратфорд и др. 2015 , стр. 6, Геологическая обстановка
  23. ↑ Peirce & Watts, 2010 , Столкновение Луисвиллского хребта и желоба Тонга, стр. 9–11; Рис.3, стр. 10
  24. ^ Тимм и др. 2013 , стр. 2
  25. ^ Уортингтон и др. 2006 , Аннотация
  26. ^ Уортингтон и др. 2006 , с. 686–687.
  27. ^ Hill & Glasby 1996 , Аннотация; Морфология и сейсмические данные, стр. 21–24.
  28. ↑ Hill & Glasby 1996 , стр. 20

Источники [ править ]

  • Bevis, M .; Тейлор, ФВ; Schutz, BE; Recy, J .; Isacks, BL; Helu, S .; Singh, R .; Кендрик, Э .; Stowell, J .; Taylor, B .; Калмант, С. (1995). «Геодезические наблюдения за очень быстрой конвергенцией и расширением задней дуги на дуге Тонга» . Природа . 374 (6519): 249–251. Bibcode : 1995Natur.374..249B . DOI : 10.1038 / 374249a0 . S2CID  4331835 . Проверено 9 апреля 2017 года .
  • Берд, П. (2003). «Обновленная цифровая модель границ плит». Геохимия, геофизика, геосистемы . 4 (3): 1027. Bibcode : 2003GGG ..... 4.1027B . CiteSeerX  10.1.1.695.1640 . DOI : 10.1029 / 2001GC000252 .
  • Contreras-Reyes, E .; Grevemeyer, I .; Ватт, АБ; Flueh, ER; Peirce, C .; Moeller, S .; Папенберг, К. (2011). «Глубинная сейсмическая структура зоны субдукции Тонги: последствия для гидратации мантии, тектонической эрозии и дугового магматизма». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 116 (B10): B10103. Bibcode : 2011JGRB..11610103C . CiteSeerX  10.1.1.725.500 . DOI : 10.1029 / 2011JB008434 .
  • Гарсия-Кастелланос, Д .; Torne, M .; Фернандес, М. (2000). «Эффект растяжения плиты в результате анализа изгиба траншей Тонга и Кермадек (Тихоокеанская плита)» (PDF) . Международный геофизический журнал . 141 (2): 479–484. Bibcode : 2000GeoJI.141..479G . DOI : 10.1046 / j.1365-246x.2000.00096.x . Проверено 9 апреля 2017 года .
  • Немецкий, CR; Baker, ET; Коннелли, Д.П .; Lupton, JE; Resing, J .; Prien, RD; Уокер, SL; Эдмондс, HN; Ленгмюр, Швейц. (2006). «Гидротермальные исследования рифта и центра спрединга Фонуалей и центра спрединга на северо-востоке Лау». Геохимия, геофизика, геосистемы . 7 (11): Q11022. Bibcode : 2006GGG ..... 711022G . CiteSeerX  10.1.1.846.412 . DOI : 10.1029 / 2006GC001324 .
  • Ферлонг, Р.Р .; Уолквист, EJ (1999). «Космические миссии США с использованием радиоизотопных систем питания» (PDF) . Ядерные новости . 42 : 26–35 . Проверено 9 апреля 2017 года .
  • Hill, PJ; Гласби, GP (1996). «Подводная гора Козерог - геология и геофизика погружающегося гайота». В Мейлане, Массачусетс; Гласби, Г.П. (ред.). Плато Манихики, подводные горы Макиас и Козерог, Ниуэ и желоб Тофуа: результаты круизов Туи (PDF) . Технический бюллетень SOPAC (отчет). 10 . С. 17–29. Архивировано из оригинального (PDF) на 2017-04-15 . Проверено 14 апреля 2017 года .
  • Leduc, D .; Роуден, АА; Glud, RN; Венцхёфер, Ф .; Kitazato, H .; Кларк, MR (2016). «Сравнение инфаунальных сообществ глубокого дна и края желоба Тонга: возможные последствия различий в поставках органического вещества» (PDF) . Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers . 116 : 264–275. Bibcode : 2016DSRI..116..264L . DOI : 10.1016 / j.dsr.2015.11.003 . Проверено 17 апреля 2017 года .
  • Peirce, C .; Уоттс, Т. (2010). "Постдокторанты в области морской геофизики и другие подробности". Даремский университет / Оксфордский университет. CiteSeerX  10.1.1.619.2915 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Richards, S .; Holm, R .; Барбер, Г. (2011). «Когда плиты сталкиваются: тектоническая оценка глубоких землетрясений в регионе Тонга-Вануату» . Геология . 39 (8): 787–790. Bibcode : 2011Geo .... 39..787R . DOI : 10.1130 / G31937.1 . Проверено 24 декабря 2016 года .
  • Смит, И. Е.; Прайс, RC (2006). «Дуга Тонга – Кермадек и задуговая система Гавр – Лау: их роль в разработке тектонических и магматических моделей для западной части Тихого океана» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 156 (3): 315–331. Bibcode : 2006JVGR..156..315S . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2006.03.006 . Проверено 19 марта 2017 года .
  • Смит, И. Е.; Worthington, TJ; Стюарт, РБ; Цена, RC; Гэмбл, Дж. А. (2003). «Фельзический вулканизм в дуге Кермадек, юго-запад Тихого океана: переработка земной коры в океанической обстановке». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 219 (1): 99–118. Bibcode : 2003GSLSP.219 ... 99S . CiteSeerX  10.1.1.972.7814 . DOI : 10.1144 / GSL.SP.2003.219.01.05 . S2CID  140676351 .
  • Стратфорд, В .; Peirce, C .; Paulatto, M .; Funnell, M .; Ватт, АБ; Grevemeyer, I .; Бассетт, Д. (2015). «Сейсмическая скоростная структура и деформация из-за столкновения хребта Луисвилл с желобом Тонга-Кермадек» (PDF) . Международный геофизический журнал . 200 (3): 1503–1522. Bibcode : 2015GeoJI.200.1503S . DOI : 10,1093 / gji / ggu475 . Архивировано из оригинального (PDF) 26 октября 2015 года . Проверено 16 апреля 2017 года .
  • Timm, C .; Bassett, D .; Грэм, Эй Джей; Лейборн, Мичиган; Де Ронд, CE; Woodhead, J .; Layton-Matthews, D .; Уоттс, AB (2013). «Субдукция подводной горы Луисвилля и ее влияние на мантийный поток под центральной дугой Тонга – Кермадек» (PDF) . Nature Communications . 4 : 1720. Bibcode : 2013NatCo ... 4.1720T . DOI : 10.1038 / ncomms2702 . PMID  23591887 . Проверено 19 марта 2017 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Уортингтон, Тим Дж .; Хекиниан, Роджер; Стофферс, Питер; Кун, Томас; Hauff, Folkmar (30 мая 2006 г.). «Желоб Осборна: структура, геохимия и значение палеораспространяющего хребта среднего мела в южной части Тихого океана» . Письма о Земле и планетологии . 245 (3–4): 685–701. Bibcode : 2006E и PSL.245..685W . DOI : 10.1016 / j.epsl.2006.03.018 . Проверено 17 декабря +2016 .
  • Райт, диджей; Bloomer, SH; МакЛауд, CJ; Taylor, B .; Гудлифф, AM (2000). «Батиметрия желоба Тонга и Преддуги: серия карт» (PDF) . Морские геофизические исследования . 21 (5): 489–512. Bibcode : 2000MarGR..21..489W . DOI : 10,1023 / A: 1026514914220 . S2CID  6072675 . Проверено 9 апреля 2017 года .

Координаты : 22 ° 56′41 ″ ю.ш. 174 ° 43′59 ″ з.д.  / 22.94472 ° ю.ш. 174.73306 ° з. / -22,94472; -174,73306