Что такое субдукция в географии
Зона субдукции
В качестве синонимов зоны субдукции употребляются: сейсмофокальная зона, так как в ней сосредоточено большинство глубокофокусных землетрясений, или зона Заварицкого-Вадати-Беньофа(зона Вадати-Беньофа, зона Заварицкого-Беньофа) по именам ученых, которые выделили эту особую зону. Поводом для этого стали сейсмические данные, которые показали, что фокусы землетрясений располагаются все глубже по направлению от глубоководного желоба к континенту.
Зона субдукции хорошо прослеживается на сейсмотомографических профилях, вплоть до границы верхней и нижней мантии (670 км). На большей глубине происходит расплавление и потеря механической жесткости погружающегося края плиты, в результате чего землетрясения на такой глубине уже невозможны. [2] Скорость же субдукции измеряется в сантиметрах в год, средняя скорость составляет приблизительно от 2 до 8 см/год.
Содержание
Зоны субдукции в рамках концепции глобальной тектоники плит
Согласно положениям концепции глобальной тектоники плит, зона субдукции является частной разновидностью конвергентных границ между литосферными плитами, приуроченным к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами либо активными континентальными окраинами. На этой границе происходит столкновение двух литосферных плит, чаще всего океанической и континентальной, и поддвигание более плотной и тонкой океанической плиты под континентальную.
Субдукция является одним из основных геологических режимов. При общей протяженности современных конвергентных (активных) границ плит около 57 000 километров, 45 000 из них приходится на субдукционные, остальные 12 000 — на коллизионные.
Классификации зон субдукции
Выделяется 4 типа зон субдукции по структурным признакам [1] :
Зона субдукции андского (андийского) типа — зона, которая формируется там, где молодая океанская литосфера с большой скоростью и под пологим углом (около 35-40º к горизонту) пододвигается под континент. Латеральный структурный ряд от океана к континенту включает в себя: краевой вал – желоб – береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) – фронтальный бассейн (продольную долину) – главный хребет (вулканический) – тыловой бассейн (предгорный прогиб). Характерен для восточного побережья Тихого океана.
Зона субдукции зондского типа — зона, где происходит пододвигание древней океанской литосферы, уходящей на глубину под крутым углом под утоненную континентальную кору, поверхность которой находится в основном ниже уровня океана. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал – желоб – невулканическую (внешнюю) островную дугу – преддуговой бассейн (прогиб) – вулканическую (внутреннюю) дугу – задуговой бассейн (краевое (окраинное море)). Внешняя дуга – это либо аккреционная призма, либо выступ фундамента висячего крыла зоны субдукции.
Зона субдукции марианского типа — зона, формирующаяся при пододвигании двух участков океанской литосферы. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал – желоб (терригенного материала довольно мало) – береговой хребет, невулканическую дугу – преддуговой бассейн (в качестве фронтального) – энсиматическую вулканическую дугу – задуговой бассейн (или междуговой в качестве тылового на утоненной континентальной или новообразованной океанской коре).
Зона субдукции японского типа — зона пододвигания океанской литосферы под энсиалическую островную дугу. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал – желоб – береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) – фронтальный бассейн (продольную долину) – главный хребет (вулканический) – задуговой бассейн (краевое, окраинное море) с новообразованной корой океанского или субокеанского типа.
Перечисленные типы зон субдукции часто по морфологическому признаку условно объединяют в 2 группы:
Основные структурные элементы
В поперечном сечении зон субдукции Западно-Тихоокеанского типа выделяются:
Глубоководный желоб
Преддуговый склон
Преддуговый склон включает 2 основных элемента:
Область между вулканическим фронтом и аккреционной призмой, состоит из нескольких структурных террас, разделенных крутыми уступами. Пологие участки террас заняты преддуговыми бассейнами седиментации, на которых отлагаются вулканогенными и пелагическими осадками, в тропической зоне на верхней террасе могут быть развиты коралловые рифы. Могут обнажаться породы кристаллического фундамента либо породы чужеродных блоков, в разное время причленившихся в островной дуге.
Вулканическая дуга
Под вулканическими островными дугами понимаются тектонически активные пояса, пространственно совпадающие с областями наиболее сильных землетрясений, и состоящих из дугообразно выгнутых цепочек действующих стратовулканов. Для них типичен эксплозивный характер извержений, связанный с повышенным содержанием флюида в островодужных магмах.
Обычно термин островная дуга применяется к области, расположенной между окраинным морем и внешним краем желоба. Радиус кривизны их в плане изменяется в широких пределах. По морфологическим признакам выделяют: одинарные, двойные, тройные островные дуги, также активные и пассивные (например, Командорские острова). К особому типу относятся раздваивающиеся островные дуги.
Окраинные бассейны
Зоны субдукции Восточно-Тихоокеанского типа отличаются тем, что в их структуре вулканические дуги и окраинные бассейны отсутствуют, а вместо преддугового склона находится материковый склон.
Что такое субдукция?
Субдукция, латинское слово «переносимый» — это термин, используемый для обозначения определенного типа взаимодействия пластин. Это происходит, когда одна литосферная плита встречается с другой, то есть в зонах конвергенции, и более плотная плита опускается в мантию.
Как происходит субдукция
Континенты состоят из скал, которые слишком плавучие, чтобы их можно было унести на глубину более 100 километров. Поэтому, когда континент встречается с континентом, субдукции не происходит (вместо этого плиты сталкиваются и утолщаются). Настоящая субдукция происходит только с океанической литосферой.
Когда океаническая литосфера встречается с континентальной литосферой, континент всегда остается на вершине, в то время как океаническая плита погружается. Когда встречаются две океанические плиты, более старая плита погружается.
Океаническая литосфера формируется горячей и тонкой на срединно-океанических хребтах и становится толще по мере того, как под ней затвердевает все больше горных пород. По мере удаления от гребня остывает. Камни сжимаются по мере остывания, поэтому пластина становится более плотной и сидит ниже, чем более молодые и более горячие пластины. Следовательно, когда встречаются две плиты, более молодая, более высокая плита имеет край и не опускается.
Океанические плиты не плавают в астеносфере, как лед на воде. — они больше похожи на листы бумаги на воде, готовые утонуть, как только один край сможет начать процесс. Они гравитационно нестабильны.
Как только плита начинает погружаться, гравитация берет верх. Нисходящую плиту обычно называют «плитой». Там, где погружается очень старое морское дно, плита падает почти прямо вниз, а там, где более молодые плиты погружаются, плита опускается под небольшим углом. Субдукция в форме гравитационного «притяжения плиты» считается самой большой силой, движущей тектоникой плит.
На определенной глубине высокое давление поворачивается базальт в плите превращается в более плотную породу, эклогит (то есть смесь полевого шпата и пироксена становится гранатом и пироксеном). Это делает плиту еще более стремительной к спуску.
Ошибочно изображать субдукцию как поединок сумо, битву плит, в которой верхняя плита заставляет опустите один вниз. Во многих случаях это больше похоже на джиу-джитсу: нижняя пластина активно опускается, поскольку изгиб вдоль ее переднего края работает в обратном направлении (откат пластины), так что верхняя пластина фактически присасывается к нижней пластине. Это объясняет, почему в верхней плите в зонах субдукции часто встречаются зоны растяжения или растяжения коры.
Океанские желоба и аккреционные клины
Там, где погружающаяся плита наклоняется вниз, образуется глубоководный желоб. Самая глубокая из них — Марианская впадина, находящаяся на высоте более 36 000 футов ниже уровня моря. Траншеи захватывают много наносов с близлежащих участков суши, большая часть которых уносится вниз вместе с плитой. Примерно в половине траншей в мире часть этого осадка соскабливается.. Он остается наверху в виде клина из материала, известного как аккреционный клин или призма, как снег перед плугом. Медленно траншея отодвигается от берега по мере роста верхней плиты.
Вулканы, землетрясения и Тихоокеанское огненное кольцо
Субдукция также формирует одни из самых сильных землетрясений на Земле. Плиты обычно опускаются на несколько сантиметров в год, но иногда корка может прилипать и вызывать деформацию. В нем накапливается потенциальная энергия, которая высвобождается в виде землетрясения всякий раз, когда разрывается самое слабое место вдоль разлома.
Субдукционные землетрясения могут быть очень мощными, поскольку они возникают в результате разломов. они имеют очень большую поверхность для накопления напряжения. Зона субдукции Каскадия у побережья северо-запада Северной Америки, например, имеет длину более 600 миль. В 1700 году нашей эры в этой зоне произошло землетрясение магнитудой около 9 баллов, и сейсмологи считают, что вскоре в этом районе может произойти еще одно.
Вулканизм и землетрясения, вызванные субдукцией, часто происходят вдоль внешних границ Тихого океана в районе, известном как Тихоокеанское огненное кольцо. Фактически, в этой области произошло восемь самых сильных землетрясений, когда-либо зарегистрированных, и здесь находится более 75 процентов действующих и спящих вулканов в мире.
субдукция
Смотреть что такое «субдукция» в других словарях:
СУБДУКЦИЯ — СУБДУКЦИЯ, в тектонике литосферных плит опускание горной породы с края одной тектонической плиты в полурасплавленную астеносферу внизу. Встречается в районах схождения плит. Это процесс погружения одного блока земной коры под другой (зона… … Научно-технический энциклопедический словарь
Субдукция — (от лат. sub под и ductio ведение, проведение * a. subduction; н. Subduktion; ф. subduction; и. sybduccion) поддвигание литосферных плит океанич. коры и пород мантии под края др. плит (согласно представлениям Тектоники плит).… … Геологическая энциклопедия
субдукция — сущ., кол во синонимов: 1 • пододвигание (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
субдукция — согласно тектонической гипотезе, поддвигание одной тектонической плиты под другую. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006 … Географическая энциклопедия
СУБДУКЦИЯ — (от суб. и лат. ductio проведение), движение литосферных плит океанич. коры и пород мантии под края других плит (согласно представлениям новой глобальной тектоники ). Сопровождается возникновением зон глубокофокусных землетрясений и… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Субдукция — … Википедия
субдукция — субд укция, и … Русский орфографический словарь
субдукция — субду/кция, и … Слитно. Раздельно. Через дефис.
СУБДУКЦИЯ — – согласно концепции тектоники плит процесс пододвигания, погружения одной литосферной плиты (обычно океанической) под другую, в мантию, вдоль деструктивных границ плит. В океанах над зонами субдукции образуются глубокие желоба. Зоны субдукции… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
Зона субдукции — … Википедия
Субдукция (Зона субдукции)
Субдукция — процесс, при котором происходит погружение одних блоков земной коры под другие.
Термин ввел французский ученый П. Аншус в 1951 г.
Современное содержание и значение (в концепции тектоники плит) определила 2 я Пенроузская конференция американского геологического общества в 1969 г.
При субдукции на конвергентных границах плит океаническая литосфера пододвигается под континентальную или под более молодую океаническую.
Линия активного контакта плит выражена в рельефе морского дна глубоководным желобом.
Уходящая в мантию Земли литосферная плита (слэб) прослеживается геофизическими методами.
Перемещаясь наклонно, слэб отжимается вниз краем встречной плиты, погружается в область пластических деформаций астеносферы, пересекает ее и ложится на поверхность нижней мантии (на глубине 660–670 км) или направляется глубже.
Субдукция порождает очаги землетрясений (разных по своей природе, силе и характеристике), образующие наклонную сейсмофокальную зону, которая прослеживается вместе со слэбом в мантию и заканчивается там, где он, разогреваясь, теряет способность к хрупким деформациям.
Проходя глубинный интервал 100–200 км, слэб выделяет высокотемпературные флюиды, которые движутся вверх, взаимодействуют с окружающими породами, порождают магматические очаги и проявляются на поверхности мощными вулканическими извержениями разнообразных по составу лав.
В результате над зоной субдукции формируется вулканический пояс, следующий параллельно глубоководному желобу на расстоянии, которое определяется углом наклона слэба.
Посредством субдукции мантия Земли поглощает большие объемы кристаллических пород океанической литосферы, а также некоторое количество морских осадков и органического материала.
Субдукционная аккреция и эрозия тесно взаимосвязаны, сменяясь во времени.
Интенсивные тектонические движения, деформации и магматизм формируют над зонами субдукции островные дуги и горные пояса активных континентальных окраин с приуроченными к ним металлогеническими поясами.
Субдукция
Дуго-траншейный комплекс
За траншеей находится преддуговая часть перекрывающей пластины. В зависимости от скорости седиментации, передняя дуга может включать в себя аккреционный клин отложений, соскобленных с погружающейся плиты и сросшийся с вышележащей плитой. Однако не все комплексы дуго-желоба имеют аккреционный клин. Аккреционные дуги имеют хорошо развитый бассейн преддуги за аккреционным клином, в то время как преддуговый бассейн развит слабо в неаккреционных дугах. [15]
Глубокая структура
Угол субдукции
Субдукция обычно происходит под умеренно крутым углом прямо в точке границы сходящейся плиты. Однако известно, что существуют аномальные более мелкие углы субдукции, а также некоторые очень крутые. [29]
Ларамийский орогенез в Скалистых гор в Соединенных Штатах объясняется плоским сляба субдукцией. [32] Во время этого горообразования на юго-западной окраине Северной Америки образовалась широкая вулканическая пропасть, а деформация произошла гораздо дальше вглубь суши; Именно в это время возникли горные хребты с подвалом в Колорадо, Юте, Вайоминге, Южной Дакоте и Нью-Мексико. Наиболее сильные землетрясения в зоне субдукции, так называемые «мегатрясения», были обнаружены в зонах субдукции плоских плит. [33]
Инициирование субдукции
Конец субдукции
Метаморфизм
Зоны субдукции содержат уникальное разнообразие типов горных пород, создаваемых условиями высокого давления и низкой температуры, с которыми погружающаяся плита сталкивается во время своего спуска. [49] Метаморфические условия, через которые плита проходит в этом процессе, создают и разрушают водосодержащие (водные) минеральные фазы, высвобождая воду в мантию. Эта вода понижает температуру плавления мантийных пород, инициируя плавление. [50] Понимание времени и условий, в которых происходят эти реакции дегидратации, является ключом к интерпретации плавления мантии, вулканического дугового магматизма и образования континентальной коры. [51]
Вулканическая активность
Землетрясения и цунами
Деформации, вызванные схождением плит в зонах субдукции, вызывают по крайней мере три типа землетрясений. Это глубокие землетрясения, сильные землетрясения и землетрясения с внешним возвышением.
Аномально глубокие события характерны для зон субдукции, которые вызывают самые глубокие землетрясения на планете. Землетрясения обычно ограничиваются мелкими, хрупкими частями земной коры, как правило, на глубине менее двадцати километров. Однако в зонах субдукции землетрясения происходят на глубинах до 700 км (430 миль). Эти землетрясения определяют наклонные зоны сейсмичности, известные как зоны Вадати-Бениоффа, которые отслеживают нисходящую плиту. [62]
В исследовании, опубликованном в 2016 году, был предложен новый параметр для определения способности зоны субдукции генерировать мегаземлетрясения. [63] Путем изучения геометрии зоны субдукции и сравнения степени кривизны субдукционных плит при сильных исторических землетрясениях, таких как Суматра-Андаманское землетрясение 2004 г. и землетрясение Тохоку 2011 г., было определено, что сила землетрясений в зонах субдукции обратно пропорциональна степень кривизны разлома, означающая, что «чем ровнее контакт между двумя плитами, тем больше вероятность возникновения мегаземлетрясений». [64]
Землетрясения внешнего поднятия возникают, когда нормальные разломы к океану от зоны субдукции активируются изгибом плиты, когда она изгибается в зону субдукции. [65] 2009 Самоа землетрясения является примером этого типа события. Смещение морского дна, вызванное этим событием, вызвало шестиметровое цунами в близлежащем Самоа.
10 см / год в некоторых случаях) в зоне субдукции и в самой верхней мантии до
300 млн лет после субдукции. [66]
Орогенез
Описанные выше процессы позволяют продолжаться субдукции, в то время как горообразование происходит постепенно, в отличие от орогенеза столкновения континент-континент, которая часто приводит к прекращению субдукции.
Зоны субдукции важны по нескольким причинам: