Бештар

4.5: Ҳудуди Платформаи Конвергентӣ - Ҷуғрофӣ

4.5: Ҳудуди Платформаи Конвергентӣ - Ҷуғрофӣ


Сарҳадҳои табақи конвергентӣ

Зарринҳои конвергентӣ якҷоя ҳаракат кунед ва бархӯрд кунед, то ки шумо доред фишурда нерӯҳо. Онҳо бо алоқаманданд ҳошияҳои фаъол- ҷойгоҳе, ки дар он бинои кӯҳӣ ба амал омада истодааст, ки дар натиҷа зилзилаҳои зиёд ва вулқонҳои андезитӣ (тарканда) ба амал меоянд.

A минтақаи субдуксия сарҳади плитагӣ мебошад, ки дар тӯли он як табақи қабати берунии Замин бо кунҷи зери дигараш фуруд меояд (субдуксияҳо) (Расми 4.14). Минтақаи субдуксия одатан бо чуқур ишора карда мешавад хандак дар қаъри баҳр. Мисол Минтақаи Субдуксияи Каскадиа дар Вашингтон, Орегон ва Калифорнияи Шимолӣ мебошад (ба расми 4.19 дар поён нигаред). Аксари сунами дар натиҷаи зилзилаҳои марбут ба субдуксия ба вуҷуд омадаанд.

Дар расми 4.14 тасвир шудааст, ки чӣ гуна маълумоти заминларза геометрияи а-ро нишон медиҳад минтақаи субдуксия. Ин диаграмма ҷойгоҳ ва шиддати зилзилаҳоро дар тӯли муддате дар наздикии ҷазираҳои Тонга дар Уқёнуси Ҷанубии Ором нишон медиҳад. Уқёнуси чуқур хандак аз тарафи ҷанубу шарқии занҷири ҷазира мегузарад. Маълумотҳои заминҷунбӣ нишон медиҳанд, ки системаи рахнаи асосӣ бо кунҷе фаромада, ба самти шарқ зери ҷазираи Тонга тӯл кашида, садҳо километрро бо кунҷи баланд ба чуқурии болоии боло (астеносфера) дароз мекунад ва дар он ҷо тахмин меравад, ки заминҷунбӣ қатъ мешавад, зеро сангҳо аз ҳад гарм ва зери фишори шадид, ки ба ҳам омадан ва ҷараён кардани онҳо аз пластикӣ ҳамчун санги шикаста осонтар аст. Маълумотҳои заминҷунбӣ нишон медиҳанд, ки канори шарқии Платформаи Австралия аз тарафи канори ғарбии Плитаи Уқёнуси Ором гузашта истодааст ва ҷинсҳои Платформаи Австралия ба мантияи болоӣ мефароянд.


Тасвири 4.14. Маълумоти заминҷунбӣ геометрияи минтақаи субдуксияро дар минтақаи Тонга нишон медиҳад.

Се намуди Сарҳади Платформаи Конвергентӣ: OC / CC, OC / OC, & CC / CC

Се намуди сарҳади конвергентӣ шинохта мешавад:.
а) Субдуксияи қабати уқёнус (OC) дар зери қабати континенталӣ (CC)
б) Субдуксияи қабати уқёнус (OC) дар зери қабати уқёнус (OC)
в) бархӯрдҳои континенталӣ: қабати континенталӣ (CC) бо қабати континенталӣ бархӯрд мекунанд (CC).

А) Субдуксияи қишри уқёнус (OC) дар зери қабати континенталӣ (CC).

• OC-и зичтар ва тунуктарро дар зери CC-и камтар зич ва тобовар тела додан ё зер кардан.
• Занҷири вулқонҳо ба вуҷуд омад, ки онро a камони вулкании континенталӣ.
• Субдуксия заминҷунбии фокусии чуқур ва амиқро ба вуҷуд меорад (бо иқтидори сунамӣ); бузургтарин ҳамешагӣ - 9,5 дараҷа дар Перу / Чили хандақ дар соли 1960.
• Вулқонҳои андезит (тарканда) навъи. Ба ин мисолҳои Анд ва қаторкӯҳи Каскад ва ғайра дохил мешаванд.
• Чуқур окопхо дар атрофи канорҳои материкҳо ба вуҷуд меоянд. Хандакҳо махсусан дар минтақаҳои дур аз марказҳои паҳншаванда (дар он ҷо қабати уқёнус кӯҳна, хунук ва зичтар аст ва аз ин рӯ зудтар ғарқ мешавад) хеле хуб таҳия шудааст.
• Субдуксия миқдори OC-ро коҳиш медиҳад (ва нобуд мекунад).
• Меъёрҳои субдуксия то 15 см / сол дар ҳошияҳои фаъоли ҳавзаи Уқёнуси Ором мебошанд.

Намунаҳо:
• Анд дар Амрикои Ҷанубӣ (Расми 4-15))
• Каскадҳо дар Иёлоти Муттаҳида (аз ҷумла чунин вулқонҳо ба монанди кӯҳи Сент-Ҳеленс, кӯҳи Рейнер, кӯҳи Шаста, кратер кӯл ва бисёр дигарон)

Б) Субдуксияи қабати уқёнус (OC) дар зери қабати уқёнус (OC).

• Бисёр хусусиятҳои шабеҳи дар боло зикршуда [OC / CC].
• ОС-и зичтар, калонтар ва сардтарро дар зери ОС-и камтар зичтар, гармтар ва ҷавонтар тела додан ё зер кардан.
• Камонҳои вулкании ҷазираро ташкил медиҳад.
• Заминларзаҳои чуқур ва набуда (иқтидори сунамӣ)
• Вулқонҳо ба андозаи дар боло тарконанда бо OC / CC нестанд, зеро омехтаи ҷинсҳои СС (гранитҳо) вуҷуд надорад. Ҷинсҳои вулқони аз ҷиҳати таркибӣ асосан базалтӣ мебошанд.
• Субдуксия миқдори оксигенро коҳиш медиҳад (нобуд мекунад).

Намунаҳо:
Ҷопон, Ҷазираҳои Тонга, ва Ҷазираҳои Алеутӣ (Аляска) (Расмҳои 4-16 ва 4-17)

В) бархӯрдҳои континенталӣ: қабати континенталӣ (CC) бо қабати континенталӣ бархӯрда (CC)

Вақте ки материкҳо бо дигар масоҳати континенталӣ бархӯрд мекунанд:
• Ҳеҷ як аз КМ сабук карда намешавад,
• Ҳарду хеле тобоваранд ва мехоҳанд "шино" кунанд ё ба баландӣ савор шаванд.
• Дар ин ҷо шумо занҷирҳои хеле калони кӯҳиро ташкил медиҳед.
• Бинои кӯҳӣ бо бисёр заминҷунбиҳо рух медиҳад; эрозияи азим низ ба амал меояд.

Намунаҳо
Ҳимолой (Ҳиндустон) 45 миллион сол пеш оғоз ёфтааст) (Расми 4.18)
Кӯҳҳои Алп бо бархӯрдҳои байни Африка (ва нимҷазираи Италия) бо Аврупо тела дода мешаванд.
Кӯҳҳои Аппалачиён дар шарқи Иёлоти Муттаҳида (вақте ки Амрикои Шимолӣ тақрибан 350-400 миллион сол қабл бо Африка бархӯрд кард (пеш аз он ки Уқёнуси Атлантик баъдтар кушода шавад) ташкил ёфт.


Тасвири 4.18. Муҳоҷирати "Ҳиндустон" аз Пангеяи қадим боиси бархӯрд бо оммаҳои заминии континенталӣ гардид, ки дар натиҷа кӯҳҳои Ҳимолой баланд шуданд. Дар ин минтақа, қишри континенталии ҳарду тарафи сарҳади плитавӣ хеле сабук аст, то ба мантия ғарқ нашавад.


4.6 Ҳудуди Плитаи Конвергентӣ

Сарҳадҳои конвергентӣ, ки ду плитка ба сӯи якдигар ҳаракат мекунанд, вобаста ба намуди қабати дар ҳарду тарафи сарҳад мавҷудбуда - уқёнусӣ ё континенталӣ, се навъ мебошанд. Намудҳо уқёнус-уқёнус, уқёнус-материк ва материк-материк мебошанд.

Дар сарҳади конвергентии уқёнус ва уқёнус, яке аз плитаҳо (қабати уқёнусӣ ва мантияи литосферӣ) тела дода мешавад ё ғарқ мешавад , зери дигар (Расми 4.6.1). Аксар вақт ин судї калонтар ва хунуктар аст, ки зичтар аст ва дар зери судї ҷавонтар ва гармтар аст. Дар сарҳад одатан хандақи уқёнус мавҷуд аст, зеро қишр ба поён хам мешавад. Литосфераи субдуктшуда ба мантиқи гарм бо кунҷи нисбатан начандон наздик ба минтақаи субдуксия, вале дар кунҷҳои амиқтар ба поён (то тақрибан 45 °) мефурояд. Ҳаҷми назарраси об дар дохили маводи субдуктшаванда ҳангоми гарм шудани қабати субдуктӣ хориҷ мешавад. Он бо мантияи болопӯш омехта мешавад ва илова кардани об ба ҷомаи гарм нуқтаи обшавии қишрро паст мекунад ва ба пайдоиши магма (обшавии флюс) оварда мерасонад. Магма, ки нисбат ба маводи мантиқи атроф сабуктар аст, тавассути мантия ва қишри болоии уқёнус ба қаъри уқёнус мебарояд ва дар он ҷо занҷирҳои ҷазираҳои вулқониро, ки маъруф ба камони ҷазира . Камонаки ҷазираи баркамол ба занҷири ҷазираҳои нисбатан калон мубаддал мешавад (масалан, Ҷопон ё Индонезия), зеро ҳарчи бештар вулқон хориҷ карда мешавад ва дар атрофи ҷазираҳо ҷинсҳои таҳшинӣ ҷамъ мешаванд. Заминларза нисбатан дар зери қабати баҳр ба амал меояд, ки дар он қишри субдуксия ба қабати болопӯш ҳаракат мекунад.

Расми 4.6.1 Як хандақ ва ҷазираи вулқоние, ки аз минтақаи конвергентии уқёнус ва уқёнус ба вуҷуд омадааст (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Намунаи минтақаҳои конвергентии уқёнусӣ-уқёнусӣ субдуксияи Плитаи Уқёнуси Ором дар ҷануби Аляска (ҷазираҳои Алеутро ташкил медиҳад) ва дар зери табақи Филиппин мебошад, ки дар он ҷо чуқурии Марианас, қисми умқи уқёнусро ба вуҷуд меорад.

Дар сарҳади конвергентии уқёнус-континент, плитаи уқёнуси зичтар ба ҳамон тавре, ки дар сарҳади уқёнус ва уқёнус ҷойгир аст, ба зери плитаи камтар зичтари континенталӣ тела дода мешавад. Таҳшинҳо, ки дар сатҳи баҳр ҷамъ шудаанд, ба сӯзанаки аккреционӣ рехта мешаванд ва фишурдагӣ ба ҳаракат дар дохили суди континенталӣ оварда мерасонад (Расми 4.6.2). Магмаи дар шафати минтақаи субдуксия ҳосилшуда ба пояи қишри континенталӣ мебарояд ва ба обшавии қисмҳои ҷинсҳои пӯст оварда мерасонад. Магмаи дар натиҷа ба вуқӯъ пайваста тавассути қишре боло шуда, занҷири кӯҳии бисёр вулқонҳоро ба вуҷуд меорад. Мисли сарҳади уқёнус ва уқёнус, қишри субдуксия метавонад хандақи чуқуре созад, ки ба соҳил параллел бошад.

Расми 4.6.2 Хандак ва кӯҳҳои вулқоние, ки аз минтақаи конвергентии уқёнуси-континентӣ ба вуҷуд омадаанд (Стивен Эрл, «Геологияи Физикӣ»).

Намунаҳои ҳудуди конвергентии уқёнуси континентӣ субдуксияи Плитаи Назка дар зери Амрикои Ҷанубӣ (ки кӯҳҳои Анд ва хандақи Перуро ба вуҷуд овардааст) ва субдуксияи Плитаи Хуан де Фука дар зери Амрикои Шимолӣ (қаторкӯҳи Каскад) мебошанд.

Ҳангоми бархӯрди материк ё ҷазираи калоне, ки ҳамроҳ бо қабати субдуктивии уқёнус ба қитъаи дигар бархӯрдааст, бархӯрди материк-материк рух медиҳад (Расми 4.6.3). Маводи континенталии ба ҳам бархӯрдкардашуда сабук карда намешавад, зеро он хеле сабук аст (яъне, зеро он асосан аз ҷинсҳои сабуки континенталӣ иборат аст), аммо решаи плитаи уқёнус дар ниҳоят канда мешавад ва ба мантия ғарқ мешавад. Дар ин ҷо деформатсияи азими ҷинсҳои қаблан мавҷудбуда мавҷуд аст, ки маводро ба боло маҷбур мекунанд ва кӯҳҳоро ба вуҷуд меоранд.

Расми 4.6.3 Кӯҳҳо аз минтақаи конвергентии континенталӣ-континенталӣ ба вуҷуд омадаанд (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Намунаҳои сарҳадҳои конвергентии континенталӣ-контингентӣ бархӯрди Плитаи Ҳиндустон бо Плитаи Евразия, ба вуҷуд омадани кӯҳҳои Ҳимолой ва бархӯрдани Плитаи Африка бо Плитаи Евразия мебошанд, ки силсилаи қаторҳоро аз Алп дар Аврупо то Загрос дароз мекунанд Кӯҳҳои Эрон.

* & # 8221Геологияи физикӣ & # 8221 аз ҷониби Стивен Эрл, ки дар асоси иҷозатномаи байналмилалии CC-BY 4.0 истифода шудааст. Ин китобро дар сайти http://open.bccampus.ca ройгон зеркашӣ кунед

сарҳади табақе, ки дар он ду заррин ба сӯи якдигар ҳаракат мекунанд (4.6)

қишри замин дар уқёнусҳо (бар хилофи қишри континенталӣ) (3.2)

қишри Замин, ки дар қитъаҳои замин ҷойгир аст (бар хилофи қабати уқёнус) (3.2)

вақте ки қисми табақро дар зери табақи дигар дар баробари минтақаи субдуксия маҷбур мекунанд (4.3)

қисми берунии сахти Замин, аз ҷумла қишр ва мантия то амиқи тақрибан 100 км (3.2)

занҷирҳои тӯлонии ҷазираҳои вулқоние, ки дар сарҳади тектоникии конвергентӣ пайдо шудаанд (4.6)


4.7 Табдил додани ҳудуди табақ

Ҳудуди трансформатсия вуҷуд дорад, дар сурате ки як пластинка аз плеери дигар мегузарад, бидуни истеҳсол ё нобуд кардани маводи пӯст. Тавре ки дар боби 4.5 шарҳ дода шудааст, аксари хатогиҳои трансформатсия қисматҳои қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнусро бо ҳам мепайвандад ва аз ин рӯ марзи плитаҳои уқёнус ва уқёнус мебошанд. Баъзе хатогиҳои трансформатсионӣ қисмҳои континенталии плитаҳоро мепайванданд. Намунае барои гуноҳи Сан Андреас мебошад, ки охири ҷануби қаторкӯҳи Хуан де Фукаро бо охири шимолии болоравии Шарқии Уқёнуси Ором (қаторкӯҳ) дар халиҷи Калифорния мепайвандад (Расми 4.7.1). Қисми Калифорния дар ғарби гуноҳи Сан-Андреас ва тамоми Калифорнияи Калифорния дар суди Уқёнуси Ором ҷойгиранд. Хатогиҳои тағирёбанда на танҳо ҳудуди фарқиятро ба ҳам мепайвандад. Масалан, гуноҳи Малика Шарлотта охири шимолии қаторкӯҳи Хуан де Фукаро, ки аз охири шимоли ҷазираи Ванкувер сар мешавад, ба минтақаи субдуксияи Алеут пайваст мекунад.

Расми 4.7.1 Хатогиҳоро дар соҳили ғарбии ИМА табдил диҳед (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Чӣ тавре ки дар боби оянда мебинем, заминҷунбӣ дар баробари хатогиҳои трансформатсионӣ маъмул аст, зеро ҳарду лавҳа аз якдигар мегузаранд.

* & # 8221Геологияи физикӣ & # 8221 аз ҷониби Стивен Эрл, ки дар асоси иҷозатномаи байналмилалии CC-BY 4.0 истифода шудааст. Ин китобро дар сайти http://open.bccampus.ca ройгон зеркашӣ кунед

як намуди айбе, ки дар он ду пораи қишр аз якдигар мегузарад (4.5)

сарҳади табақе, ки дар он ду табақ аз якдигар дур мешаванд (4.5)

минтақаи нишебе, ки тахтаи тектоникӣ дар зери плитаи дигар ба мантия мефурояд (4.6)


Кадом сарҳадҳои пластикӣ заминҷунбиҳоро ба вуҷуд меоранд?

Барои дидани ҷавоби пурра клик кунед. Ҳамин тавр, кадом сарҳадҳои плитка заминҷунбӣ мекунанд?

Ҳаракат дар минтақаҳои танг дар баробари ҳудуди плитка сабаб мешавад аз ҳама заминҷунбӣ. Аксари фаъолиятҳои сейсмикӣ дар се намуди рух медиҳанд ҳудуди судї& mdashdivergent, конвергент ва табдил. Тавре ки заррин аз якдигар мегузаранд, баъзан ба даст меафтанд ва фишор меафзояд.

Ба ин монанд, чӣ гуна марзҳои фарқкунанда зилзилаҳоро ба вуҷуд меоранд? Заминларза дар гуногун табақ ҳудуди ҳамчун қабати нав рух медиҳанд офаридааст ва қабатҳои дигар ҷудо карда мешаванд. Ин боиси кафидани ќадре мегардад ва шакл айбҳо дар куҷо заминҷунбӣ рух медиҳад. Аксари заминҷунбӣ дар гуногун табақ ҳудуди дар қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнус, ки ду пораи қабати уқёнус аз якдигар дур мешаванд, ба амал меоянд.

Мувофиқи ин, оё заминҷунбӣ дар марзҳои фарқкунандаи тақсимот рух медиҳад?

Ҳудуди гуногун онҳое ҳастанд, ки дар онҳо қадре мебошанд заррин аз якдигар дур шаванд, масалан, дар қаторкӯҳҳои мидокеаникӣ. Гуногун хатоҳо ва водиҳои рифт дар массиви континенталӣ низ фокусҳои набуда доранд заминҷунбӣ. Фокус-набуда зилзилаҳо рух медиҳанд дар баробари дигаргунӣ ҳудуди дар куҷо ду заррин аз якдигар гузаштан.

Чаро плитаҳои конвергентӣ заминҷунбӣ мекунанд?

Заминларза дар конвергентӣ ҳудуди плитка ҳаракатҳои субдуктивии литосфераро ҳангоми аз мантия ғарқ шуданаш қайд мекунанд (Расми поён). Дар ниҳоят, лавҳа ба андозаи кофӣ деформатсияро пластикӣ гарм мекунад ва заминҷунбӣ Ист. Конвергентӣ ҳудуди судї заминҷунбӣ истеҳсол мекунанд саросари ҳавзаи Уқёнуси Ором.


4.8 Заминларза ва тектоникаи табақ

Зилзила ин ларзишест, ки дар натиҷаи канда шудан (шикастан) ва ҷойивазкунии минбаъдаи ҷинсҳо (як ҷисми санг нисбат ба дигараш ҳаракаткунанда) дар сатҳи рӯи замин ба амал омадааст.

Ҷисми харсанг, ки дар ҳолати стресс қарор дорад, тағир меёбад. Вақте ки санг дигар ба деформация тоб оварда наметавонад, вай мешиканад ва ҳарду ҷониб аз якдигар мегузаранд. Азбаски аксарияти сангҳо мустаҳкаманд (масалан, баръакси реги фуҷур), онҳо метавонанд ба миқдори назарраси деформатсия бе шикастан тоб оранд. Аммо ҳар як кӯҳ маҳдудияти деформация дорад ва пас аз расидан ба ин ҳудуди он канда мешавад (мешиканад). Дар он лаҳза, дар сурати ҷинсҳои дохили қишр, ​​кӯҳпора мешиканад ва дар баробари сатҳи кандашавӣ ҷойивазкунӣ ба назар мерасад. Бузургии заминҷунбӣ ба андозаи майдони шикастаи он (майдони сатҳи кандашавӣ) ва миқдори миёнаи ҷойивазкунӣ (лағжиш) вобаста аст.

Аксари заминҷунбиҳо дар наздикии сарҳадҳои плитикӣ ба амал меоянд, аммо на ҳатман дар марз ва на ҳатто бо айби қаблан мавҷудбуда. Тақсимоти заминҷунбӣ дар саросари ҷаҳон дар расми 4.8.1 нишон дода шудааст. Дидани робитаҳои байни заминҷунбӣ ва ҳудуди плитка нисбатан осон аст. Дар баробари марзҳои фарқкунанда, ба монанди қаторкӯҳҳои миёнаи Атлантика ва болоравии шарқии Уқёнуси Ором, заминҷунбиҳо маъмуланд, аммо дар минтақаи танге наздик ба қаторк маҳдуд ва пайваста дар умқи камтар аз 30 км. Заминларзаҳои начандон зиёд дар баробари хатоҳои трансформатсионӣ, ба монанди айби Сан Андреас, маъмуланд. Дар баробари минтақаҳои субдуксия заминҷунбиҳо хеле зиёданд ва онҳо дар соҳили заминии минтақаи субдуксия торафт амиқтаранд.

Расми 4.8.1 Тақсимоти глобалии заминҷунбӣ. Нуқтаҳои сурх аз зилзилаҳои начандон баланд (& lt33 км чуқур), сабз ва кабуд аз зилзилаҳои чуқур шаҳодат медиҳанд (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Заминларза низ дар чанд ҷои дохили плазавӣ нисбатан маъмул аст. Баъзеҳо ба афзоиши стресс аз сабаби рифти континенталӣ ё интиқоли стресс аз минтақаҳои дигар рабт доранд ва баъзеи онҳо хуб дарк карда нашудаанд. Намунаҳои минтақаҳои заминҷунбии дохили заррин минтақаи Водии Рифти Африқо, минтақаи Тибети Чин ва минтақаи Байкал дар Русия мебошанд.

Заминларза дар марзҳои фарқкунанда ва тағирёбанда

Расми 4.8.2 ба зилзилаҳои бузург (M) 4 ва калонтар дар минтақаи сарҳадҳои гуногуншакл дар минтақаи Атлантика дар наздикии экватор наздиктар назар мекунад. Дар ин ҷо, тавре ки дар боби 4.5 дидем, сегментҳои қаторкӯҳи миёнаи Атлантика бо баъзе хатоҳои дарозмуддати трансформатсия ҷуброн карда мешаванд. Қисми зиёди зилзилаҳо на дар қитъаҳои паҳншаванда, балки дар хатти трансформатсия ҷойгир шудаанд, гарчанде ки дар баъзе сарҳадҳои қаторкӯҳҳо гурӯҳҳои зилзила мавҷуданд. Баъзе зилзилаҳо дар қаторкӯҳҳои паҳншаванда ба амал меоянд, аммо онҳо аз сабаби нисбатан баланд будани ҳарорати ҷинсҳои кӯҳӣ дар ҷойҳое, ки паҳн мешаванд, кам ва кам ба назар мерасанд. Заминларзаҳои марзҳои ҷудогона ва тағирёбанда тамоюли камшумор доранд, зеро қабати он чандон ғафс нест.

Расми 4.8.2 Фаъолияти заминҷунбӣ дар қатори миёнаи Атлантик (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Заминларза дар ҳудуди наздикшаванда

Паҳн ва умқи заминҷунбӣ дар шимоли Уқёнуси Ором дар расми 4.8.3 нишон дода шудааст. Дар ин минтақа, Платформаи Уқёнуси Ором зери плитаи Амрикои Шимолӣ ғарқ шуда, хандақи Алеут ва ҷазираҳои Алеутро ба вуҷуд меорад. Заминларзаҳои начандон қади канорӣ маъмуланд, аммо дар инҷо низ фаъолияти назарраси заминҷунбӣ ба масофаи якчанд сад километр тӯл мекашад, зеро табақи субдкунӣ бо табақи болопӯш ҳамкорӣ мекунад. Заминҷунбӣ дар масофаи аз кофт дар панели чапи Расми 4.8.3 чуқуртар мешавад, ки ҳангоми ҳаракат аз нуқтаи а ба нуқтаи б ҳаракат кардан тамоюли афзоиши умқи заминҷунбӣ ба назар мерасад. Ин нишон медиҳад, ки ин Платформаи Уқёнуси Ором аст, ки ба самти шимол ҳаракат карда, зери об монда истодааст.

Расми 4.8.3 Фаъолияти заминҷунбӣ дар сарҳади конвергентӣ дар ҷазираҳои Алеут. Нуқтаҳои сурх аз зилзилаҳои начандон вазнин, сабз ва кабуд аз зилзилаҳои амиқтар шаҳодат медиҳанд (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Тақсимоти заминҷунбӣ дар минтақаи сарҳади плитаи Ҳиндустон ва Евразия дар расми 4.8.4 нишон дода шудааст. Ин як сарҳади конвергентии континенталӣ ва континенталӣ мебошад ва одатан тахмин мезананд, ки гарчанде ки Плитаи Ҳиндустон ҳаракат ба шимол ба сӯи Плитаи Осиёро идома медиҳад, ҳеҷ гуна субдуксияи воқеӣ ба амал намеояд. Дар ҳарду паҳлӯи Ҳиндустон дар ин минтақа хатогиҳои трансформатсия мавҷуданд.

Расми 4.8.4 Тақсимоти заминҷунбӣ дар минтақаи сарҳади плитаи Ҳиндустон ва Евразия (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Тамоми шимоли Ҳиндустон ва минтақаи ҷанубии Осиё аз ҷиҳати сейсмикӣ хеле фаъол аст. Заминларза дар шимоли Ҳиндустон, Непал, Бутан, Бангладеш ва қисматҳои шафати Чин ва дар саросари Покистон ва Афғонистон маъмул аст. Бисёре аз заминларзаҳо бо шикастани трансформатсия дар ҳарду тарафи Плитаи Ҳиндустон ва қисми зиёди онҳо бо фишори назарраси тектоникӣ вобастаанд, ки дар натиҷаи пайвастани ҳамвории Платтаҳои Ҳиндустон ва Осиё ба амал омадаанд. Ин фишор боис шуд, ки Платформаи Осиё болои болои Ҳиндустон рехта шуда, Ҳимолой ва Платои Тибетро ба баландиҳои азим бунёд кунад.

* & # 8221Геологияи физикӣ & # 8221 аз ҷониби Стивен Эрл, ки дар асоси иҷозатномаи байналмилалии CC-BY 4.0 истифода шудааст. Ин китобро дар сайти http://open.bccampus.ca ройгон зеркашӣ кунед

қабати болоии Замин, ғафсӣ аз 5 км (дар уқёнусҳо) то 50 км (дар материкҳо) (3,2)

сарҳади табақе, ки дар он ду табақ аз якдигар дур мешаванд (4.5)

як намуди айбе, ки дар он ду пораи қишр аз якдигар мегузарад (4.5)

минтақаи нишебе, ки тахтаи тектоникӣ дар зери плитаи дигар ба мантия мефурояд (4.6)


Мундариҷа

Минтақаҳои субдуксия майдонҳоест, ки як табақи литосферӣ аз сабаби фарқияти зичии литосферӣ дар сарҳади конвергентӣ дар зери дигар лағжиш мекунад. Ин зарринҳо ба ҳисоби миёна 45 ° ғӯта мезананд, аммо метавонанд гуногун бошанд. Минтақаҳои субдуксия аксар вақт бо фаровонии заминҷунбӣ, натиҷаи деформатсияи дохилии плитка, ҳамбастагӣ бо плитаи муқобил ва хам шудан дар хандақи уқёнусӣ фарқ мекунанд. Заминларза дар умқи 670 км (416 мил) ошкор шудааст. Лавҳаҳои нисбатан хунук ва зичии ба зер андохташуда ба конвексияи мантия мусоидат мекунанд. [6]

Дар бархӯрдҳои байни ду плитаи уқёнусӣ, литосфераи сардтар ва зичтари уқёнусӣ дар зери литосфераи гармтар ва камтар зичи уқёнусӣ ғарқ мешавад. Вақте ки плита ба мантия амиқтар ғарқ мешавад, обро аз дегидратсияи минералҳои гидроус дар қабати уқёнус озод мекунад. Ин об ҳарорати обшавии ҷинсҳоро дар астеносфера коҳиш медиҳад ва қисман об мешавад. Гудохта шудани қисман тавассути астеносфера боло рафта, дар ниҳоят ба сатҳи он мерасад ва камонҳои ҷазиравии вулқонро ташкил медиҳад.

Вақте ки литосфераи уқёнусӣ ва литосфераи континенталӣ ба ҳам бархӯрданд, литосфераи зичии уқёнусӣ дар зери литосфераи камтар зиччи континенталӣ субдуктҳо мегирад. Дар қабати континенталӣ ҷавҳари аккреционӣ пайдо мешавад, зеро таҳшинҳои таҳшиншавии қабатҳои амиқи баҳр ва қабати уқёнусӣ Қавсҳои вулқонӣ дар литосфераи континенталӣ дар натиҷаи обшавии қисман аз ҳисоби дегидратсияи минералҳои гидроусии плитаи субдкунӣ ба вуҷуд меоянд.

Баъзе плитаҳои литосферӣ аз қабати континенталӣ ва уқёнусӣ иборатанд. Субдуксия сар мешавад, зеро литосфераи уқёнусӣ дар зери қабати континенталӣ ғарқ мешавад. Вақте ки литосфераи уқёнусӣ ба умқи калонтар ғарқ мешавад, қабати континенталӣ ба минтақаи субдуксия наздиктар мешавад. Пас аз он, ки литосфераи континенталӣ ба минтақаи субдуксия мерасад, равандҳои субдуксия тағир меёбанд, зеро литосфераи континенталӣ бештар тобишовар аст ва ба субдуксия дар зери литосфераи дигари континенталӣ муқовимат мекунад. Қисми хурди қишри континенталӣ метавонад то шикастани плита ғарқ шавад, ки имкон медиҳад литосфераи уқёнус субдуктро идома диҳад, астеносфераи гарм боло равад ва холигиро пур кунад ва литосфераи континенталӣ дубора барқарор шавад. [7] Далели ин барқароршавии континенталӣ ҷинсҳои метаморфикии фишори ултра баландро дар бар мегиранд, ки дар умқи аз 90 то 125 км (56 то 78 мил) ташаккул ёфта, дар сатҳи рӯи замин паҳн шудаанд. [8]

Дар қишри уқёнус минералҳои гидратдор, ба монанди гурӯҳҳои амфибол ва слюда мавҷуданд. Ҳангоми субдуксия литосфераи уқёнусӣ гарм ва метаморфиз мешавад, ки ин шикастани ин минералҳои гидроусро ба вуҷуд меорад, ки обро ба астеносфера мепартоянд. Пошидани об ба астеносфера боиси обшавии қисман мегардад. Гудохтани қисман ба болоравии маводи гармтар ва гарм имкон медиҳад ва метавонад ба вулканизм дар сатҳи об ва ҷойивазкунии плутонҳо дар зери замин оварда расонад. [9] Ин равандҳое, ки магмаро ба вуҷуд меоранд, пурра дарк карда нашудаанд. [10]

Дар ҷое, ки ин магмаҳо ба сатҳи замин мерасанд, онҳо камонҳои вулқонро эҷод мекунанд. Қавсҳои вулқонӣ метавонанд ҳамчун занҷирҳои камонҳои ҷазиравӣ ё ҳамчун камонҳо дар қабати континенталӣ шакл гиранд. Се силсилаи магмавии ҷинсҳои вулқонӣ дар ҳамбастагӣ бо камонҳо ёфт мешаванд. Силсилаи магмаи tholeiitic аз ҷиҳати кимиёвӣ камшуда ба камонҳои вулқони уқёнусӣ хос аст, гарчанде ки ин дар камонҳои вулқони континенталӣ дар зери субдуксияи зуд (& gt7 см / сол) мавҷуд аст. Ин силсила дар таркиби калий нисбатан кам аст. Силсилаи калтсиалии оксидитаршуда, ки ба таври мӯътадил дар калий ва элементҳои номувофиқ ғанӣ шудааст, барои камонҳои вулкании континенталӣ хос аст. Силсилаи магмаи ишқорӣ (бо калий бой бой) баъзан дар дохили амиқи континенталӣ мавҷуд аст. Силсилаи шошонит, ки дорои миқдори зиёди калий мебошад, нодир аст, аммо баъзан дар камонҳои вулқонӣ пайдо мешавад. [5] Узви андезитии ҳар як силсила маъмулан фаровон аст, [11] ва гузариш аз вулканизми базалтикии ҳавзаи амиқи Уқёнуси Ором ба вулканизми андезитӣ дар камонҳои вулқони атроф хатти андезит номида шудааст. [12] [13]

Ҳавзаҳои қафои қафо дар паси камони вулқонӣ ба вуҷуд омадаанд ва бо тектоникаи васеъ ва ҷараёни гармии баланд алоқаманданд, ва аксар вақт дар он ҷо марказҳои паҳншавии сатҳи баҳр мебошанд. Ин марказҳои паҳншавӣ ба қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнус монанданд, гарчанде ки таркиби магмаи ҳавзҳои камони қафо одатан гуногунтар аст ва дорои обҳои баландтар аз магмаҳои қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнус мебошад. [14] Ҳавзаҳои камонҳои қафоро аксар вақт литосфераи тунук ва гарм тавсиф мекунанд. Кушодани ҳавзаҳои камони қафо метавонад аз ҳаракати астеносфераи гарм ба литосфера ба амал ояд ва боиси васеъшавӣ гардад. [15]

Хандакҳои уқёнус пастиҳои танги топографӣ мебошанд, ки ҳудуди конвергент ё минтақаҳои субдуксияро нишон медиҳанд. Хандакҳои уқёнус ба ҳисоби миёна аз 50 то 100 км (аз 31 то 62 мил) дарозӣ доранд ва метавонанд якчанд ҳазор километр дароз бошанд. Хандакҳои уқёнусӣ дар натиҷаи хам шудани плитаи субдкунӣ ба вуҷуд меоянд. Чунин ба назар мерасад, ки умқи хандақҳои уқёнусӣ аз ҷониби синну соли лотосфераи уқёнус зери об монда зери назорат аст. [5] Пур шудани таҳшинҳо дар хандақҳои уқёнусӣ фарқ мекунад ва одатан аз фаровонии воридшавии таҳшинҳо аз минтақаҳои атроф вобаста аст. Траншеяи уқёнусӣ, хандаки Мариана, амиқи нуқтаи уқёнус дар умқи тақрибан 11000 м (36.08 фут) аст.

Заминларза дар марзҳои конвергентӣ маъмул аст. Минтақаи фаъолияти заминларзаи шадид, минтақаи Вадати-Бениофф, одатан 45 ° мефурояд ва лавҳаи субдуктивиро нишон медиҳад. Заминларза дар умқи 670 км (416 мил) дар ҳошияи Вадати-Бениоф ба амал меояд.

Ҳам қувваҳои фишурда ва ҳам паҳншаванда аз рӯи ҳудуди конвергентӣ амал мекунанд. Дар деворҳои дохилии хандакҳо, аз ҳисоби ҳаракати нисбии ду плитка шикастани фишурда ё шикастани баръакс ба амал меояд. Хатогии баръакс таҳшинҳои уқёнусро канда ва ба пайдоиши чоҳи аккреционӣ оварда мерасонад. Хатогии баръакс метавонад ба зилзилаҳои мегатруст оварда расонад. Дар девори берунии хандак шикасти шиддатнок ё муқаррарӣ ба амал меояд, ки эҳтимол аз сабаби хам шудани плитаи фуромада мебошад. [16]

Заминларзаи мегатруст метавонад якбора амудии ногаҳонии майдони калони қаъри уқёнусро ба вуҷуд орад. Ин дар навбати худ сунамиро ба вуҷуд меорад. [17]

Баъзе офатҳои табиии марговар аз сабаби равандҳои сарҳадии конвергентӣ ба амал омадаанд. Заминларза ва сунамии Уқёнуси Ҳинд дар соли 2004 бар асари заминларзаи мегатруст дар марзи конвергентии плитаи Ҳиндустон ва микроплитаи Бирма ба амал омада, беш аз 200,000 нафарро кушт. Тунамии соли 2011 дар соҳили Ҷопон, ки боиси марги 16,000 ва хисороти 360 миллиард доллари амрикоӣ гардид, бар асари заминларзаи 9-мегатрустӣ дар марзи конвергентии плазаи АвруОсиё ва Плитаи Уқёнуси Ором ба амал омадааст.

Чакҳои аккреционӣ (онро призмаҳои аккреционӣ меноманд) ба вуҷуд меоянд, зеро таҳшинҳо аз литосфераи субдкунӣ канда шуда, дар муқобили литосфераи болопӯш ҷойгир карда мешаванд. Ба ин таҳшинҳо қабати магмавӣ, таҳшинҳои турбитӣ ва таҳшинҳои пелагикӣ дохил мешаванд. Хатогиҳои душворгузар дар сатҳи базавии деколятсия дар ҷунбишҳои аккредитатсионӣ ба амал меоянд, зеро қувваҳо фишурдан ва шикастани ин таҳшинҳои навшукуфтаро идома медиҳанд. [5] Идомаи шикастани ҷунбиши афзоянда ба ғафсии умумии ҷазо оварда мерасонад. [18] Топографияи баҳрӣ дар афзоиш, хусусан ҷойивазкунии қабати магматӣ нақши муайян мебозад. [19]


4.5 Сарҳадҳои гуногуншакл

Сарҳадҳои фарқкунанда сарҳадҳои паҳншавандаро паҳн мекунанд, ки дар он қабати нави уқёнусӣ барои пур кардани фазо ҳангоми ҷудо шудани плитҳо ба вуҷуд меояд. Аксарияти ҳудуди фарқкунанда дар қаторкӯҳҳои уқёнуси миёнаи уқёнус ҷойгиранд (гарчанде ки баъзеашон дар хушкӣ қарор доранд). Дар қаторкӯҳи миёнаи уқёнус система қаторкӯҳи бузурги зериобӣ буда, бузургтарин хусусияти геологӣ дар рӯи замин бо дарозии 65000 км ва паҳнии тақрибан 1000 км мебошад, ки он 23% сатҳи заминро фаро мегирад (Расми 4.5.1). Азбаски ќадре наве, ки дар сарњади плитка ба вуљуд омадааст, нисбат ба ќишри атроф гармтар аст, зичии камтаре дорад, бинобар ин дар мантия баландтар нишаста, занљири кўњиро эљод мекунад. Аз миёнаи қаторкӯҳи миёнаи уқёнус давидан як аст водии рифт 25-50 км васеъ ва 1 км чуқур. Гарчанде ки қаторкӯҳҳои паҳншавандаи уқёнусӣ дар сатҳи Замин хусусиятҳои қубурӣ ба назар мерасанд, дарвоқеъ қаторҳо аз як қатор қисмҳои хати рост иборатанд, ки дар фосилаҳо бо хатоҳои перпендикуляр ба қатор ҷуброн карда мешаванд, айбҳоро табдил диҳед . Ин хатоҳои тағирёбанда системаи қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнусро ба монанди як зиппари азим дар сатҳи баҳр месозанд (Расми 4.5.2). Чӣ тавре ки дар боби 4.7 хоҳем дид, ҳаракатҳо дар ҷараёни норасоиҳои трансформатсия байни ду қитъаи ҳамшафати он барои зилзилаҳои зиёд масъуланд.

Расми 4.5.1 Топографияи қабати уқёнус. Системаи қаторкӯҳҳои миёнаи уқёнусро метавон ҳамчун занҷири кабуди сабуки кӯҳҳо, ки дар тамоми уқёнусҳо мегузаранд, дидан мумкин аст (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/mggd.gif). Расми 4.5.2 Пӯшидани системаи қаторкӯҳҳои миёнаи Атлантик, ки нишондиҳандаҳои трансформатсияи перпендикуляр ба меҳвари қаторкӯҳҳоро нишон медиҳад. Тирчаҳо самти ҳаракати плитаро дар ҳарду тарафи хато нишон медиҳанд (USGS, Домени ҷамъиятӣ, тавассути Викимедиа Commons).

Маводи қишре, ки дар сарҳади паҳншаванда ба вуҷуд омадааст, ҳамеша дорои хусусияти уқёнусӣ аст, ба ибораи дигар, он ҷинси магмавӣ (масалан, базалт ё габбро, ки аз минералҳои ферромагнезӣ бой аст), аз магмае, ки дар натиҷаи гудозиши қисмати мантия, ки дар натиҷаи декомпрессия ба вуҷуд омадааст, ҳамчун мантиқи гарм ба вуҷуд меояд санг аз чуқурӣ ба рӯи замин ҳаракат мекунад (Расми 4.5.3). Минтақаи секунҷаи обшавии қисман дар наздикии кӯҳҳо тақрибан 60 км ва ҳиссаи магма тақрибан 10% ҳаҷми сангро ташкил медиҳад, аз ин рӯ, қабати он тақрибан 6 км мебошад. Ин магма аз болои сатҳи баҳр баромада, базальтҳои болиштӣ, брекчияҳо (сангҳои порашудаи базалтӣ) ва ҷараёнҳоро ба вуҷуд меорад, ки дар баъзе ҳолатҳо бо оҳаксанг ё гилемча ҷой гирифтаанд. Бо мурури замон, ҷинси магматикии қишри уқёнус бо қабатҳои таҳшинҳо фаро мегирад, ки дар ниҳоят ба ҷинси таҳшинӣ табдил меёбанд.

Расми 4.5.3 Механизми сарҳадҳои фарқкунандаи тақсимот. Минтақа дар росткунҷаи тасвиршуда қатори миёнаи уқёнусро ифода мекунад (Стивен Эрл, & # 8220Physical Geology & # 8221).

Паҳншавӣ фарзияест, ки дар дохили як минтақаи континенталӣ бо болопӯшӣ ё гунбазии қабати марбут ба шоҳии мантӣ ё силсилаи шламҳои мантия оғоз карда мешавад. Баландшавии маводи пӯлоди мантӣ дар дохили қишр гунбазро ба вуҷуд меорад ва онро шикаст медиҳад. Вақте ки дар зери қитъаи калон як қатор шоҳмотҳои мантӣ мавҷуданд, рифтҳои ба вуҷудомада метавонанд ба ҳам омада, ба ташаккули водии рифт оварда расонанд (масалан, водии имрӯзаи Рифти Бузург дар шарқи Африка). Таклиф карда мешавад, ки ин навъи водӣ дар ниҳоят ба як баҳри хаттӣ (ба монанди Баҳри Сурхи имрӯза) ва дар ниҳоят ба уқёнус (ба монанди Атлантика) табдил меёбад. Эҳтимол дорад, ки тақрибан 20 шели мантия, ки аксари онҳо то ҳол мавҷуданд, масъули оғози шикастани Пангея дар қаторкӯҳи ҳозираи Атлантик буданд.

Як қатор далелҳо мавҷуданд, ки дар ин марказҳои паҳншавии қаъри қабати нави уқёнус ба вуҷуд омадаанд:

1. Синну сол:

Муқоисаи синну солҳои қабати уқёнус дар наздикии қаторкӯҳи уқёнус нишон медиҳад, ки ин қишр дар маркази паҳншаванда ҷавонтарин аст ва ҳангоми дур шудан аз марзи фарқкунанда ба ҳарду самт, сол то сол пиртар шудан барои ҳар 20- сол тақрибан 1 миллион сол 40 км аз қаторкӯҳ. Гузашта аз ин, намунаи синну соли қишр дар ҳар ду тарафи қатор хеле симметрӣ аст (Расми 4.5.4).

Қадимтарин қишри уқёнусӣ дар шарқи баҳри Миёназамин тақрибан 280 млн ва қисматҳои қадимии уқёнуси кушод дар ҳарду тарафи шимоли Атлантика тақрибан 180 млн. Шояд тааҷҷубовар бошад, зеро бо назардошти он, ки қисматҳои қишри континенталӣ ба 4000 миллион сола наздиктаранд, ки қадимтарин сатҳи баҳр аз 300 млн камтар аст. Албатта, сабаби ин дар он аст, ки ҳамаи қабатҳои аз он калонтар ё зери об мондаанд (ба боби 4.6 нигаред) ва ё ба қисми қабати континенталӣ табдил ёфтанд. Тавре ки интизор мерафт, қабати уқёнус дар наздикии қаторкӯҳҳои паҳншаванда хеле ҷавон аст (Расми 4.5.4) ва дар паҳншавии қаторкӯҳҳои гуногуни фарқияти ошкоро фарқиятҳо мавҷуданд. Қаторкӯҳҳо дар уқёнуси Ором ва ҷанубу шарқии Ҳиндустон бандҳои васеъ доранд, ки паҳншавии босуръатро нишон медиҳанд (аз ҳар тараф дар баъзе минтақаҳо ба 10 см / сол наздик мешаванд), дар ҳоле ки қаторҳои уқёнуси Атлантик ва Ғарбии Ҳиндустон хеле сусттар паҳн мешаванд (камтар аз 2 см) / сол аз ҳар тараф дар баъзе минтақаҳо).

Расми 4.5.4 Синну соли қабати уқёнус (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/ocean_age/data/2008/image/age_oceanic_lith.jpg).

2. Ғафсии таҳшинҳо:

Бо рушди садои инъикоси сейсмикӣ (ба монанди садои акси садо, ки дар боби 1.4 оварда шудааст) имконпазир гардид дидан таҳшинҳои қаъри баҳр ва харитаи топографияи кӯҳӣ ва ғафсии қабати он. Аз ин рӯ, ғафсии таҳшинҳоро харитасозӣ кардан мумкин буд ва дере нагузашта маълум шуд, ки гарчанде таҳшинҳо дар наздикии материкҳо то якчанд ҳазор метр ғафсӣ дошта бошанд ҳам, онҳо дар ноҳияҳои қаторкӯҳҳои уқёнус нисбатан тунук ё ҳатто вуҷуд надоранд (Расми 4.5.5) . This makes sense when combined with the data on the age of the oceanic crust the farther from the spreading center the older the crust, the longer it has had to accumulate sediment, and the thicker the sediment layer. Additionally, the bottom layers of sediment are older the farther you get from the ridge, indicating that they were deposited on the crust long ago when the crust was first formed at the ridge.

Figure 4.5.5 Seafloor sediment thickness (Modified from https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/sedthick/).

3. Heat flow:

Measurements of rates of heat flow through the ocean floor revealed that the rates are higher than average (about 8x higher) along the ridges, and lower than average in the trench areas (about 1/20th of the average). The areas of high heat flow are correlated with upward convection of hot mantle material as new crust is formed, and the areas of low heat flow are correlated with downward convection at subduction zones .

4. Magnetic reversals:

In section 4.2 we saw that rocks could retain magnetic information that they acquired when they were formed. However, Earth’s magnetic field is not stable over geological time. For reasons that are not completely understood, the magnetic field decays periodically and then becomes re-established. When it does re-establish, it may be oriented the way it was before the decay, or it may be oriented with the reversed polarity. During periods of reversed polarity, a compass would point south instead of north. Over the past 250 Ma, there have a few hundred magnetic field reversals, and their timing has been anything but regular. The shortest ones that geologists have been able to define lasted only a few thousand years, and the longest one was more than 30 million years, during the Cretaceous (Figure 4.5.6). The present “normal” event has persisted for about 780,000 years.

Figure 4.5.6 Magnetic field reversal chronology for the past 170 Ma (Steven Earle after: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/c/c0/Geomagnetic_polarity_0-169_Ma.svg). Figure 4.5.7 Pattern of magnetic anomalies in oceanic crust in the Pacific northwest (Steven Earle, “Physical Geology”).

Beginning in the 1950s, scientists started using magnetometer readings when studying ocean floor topography. The first comprehensive magnetic data set was compiled in 1958 for an area off the coast of British Columbia and Washington State. This survey revealed a mysterious pattern of alternating stripes of low and high magnetic intensity in sea-floor rocks (Figure 4.5.7). Subsequent studies elsewhere in the ocean also observed these magnetic anomalies, and most importantly, the fact that the magnetic patterns are symmetrical with respect to ocean ridges. In the 1960s, in what would become known as the Vine-Matthews-Morley (VMM) hypothesis, it was proposed that the patterns associated with ridges were related to the magnetic reversals, and that oceanic crust created from cooling basalt during a муқаррарӣ event would have polarity aligned with the present magnetic field, and thus would produce a positive anomaly (a black stripe on the sea-floor magnetic map), whereas oceanic crust created during a reversed event would have polarity opposite to the present field and thus would produce a negative magnetic anomaly (a white stripe). The widths of the anomalies varied according to the spreading rates characteristic of the different ridges. This process is illustrated in Figure 4.5.8. New crust is formed (panel a) and takes on the existing normal magnetic polarity. Over time, as the plates continue to diverge, the magnetic polarity reverses, and new crust formed at the ridge now takes on the reversed polarity (white stripes in Figure 4.5.8). In panel b, the poles have reverted to normal, so once again the new crust shows normal polarity before moving away from the ridge. Eventually, this creates a series of parallel, alternating bands of reversals, symmetrical around the spreading center (panel c).

Figure 4.5.8 Formation of alternating patterns of magnetic polarity along a mid-ocean ridge (Steven Earle, “Physical Geology”).

a plate boundary at which the two plates are moving away from each other (4.5)


25 4.1 Plate Tectonics and Volcanism

The relationships between plate tectonics and volcanism are shown on Figure 4.3. As summarized in Chapter 3, magma is formed at three main plate-tectonic settings: divergent boundaries (decompression melting), convergent boundaries (flux melting), and mantle plumes (decompression melting).

Figure 4.3 The plate-tectonic settings of common types of volcanism. Composite volcanoes form at subduction zones, either on ocean-ocean convergent boundaries (left) or ocean-continent convergent boundaries (right). Both shield volcanoes and cinder cones form in areas of continental rifting. Shield volcanoes form above mantle plumes, but can also form at other tectonic settings. Sea-floor volcanism can take place at divergent boundaries, mantle plumes and ocean-ocean-convergent boundaries. [SE, after USGS (http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Vigil.html)]

The mantle and crustal processes that take place in areas of volcanism are illustrated in Figure 4.4. At a spreading ridge, hot mantle rock moves slowly upward by convection (cm/year), and within about 60 km of the surface, partial melting starts because of decompression. Over the triangular area shown in Figure 4.4a, about 10% of the ultramafic mantle rock melts, producing mafic magma that moves upward toward the axis of spreading (where the two plates are moving away from each other). The magma fills vertical fractures produced by the spreading and spills out onto the sea floor to form basaltic pillows (more on that later) and lava flows. There is spreading-ridge volcanism taking place about 200 km offshore from the west coast of Vancouver Island.

Машқҳо

Exercise 4.1 How Thick Is the Oceanic Crust?

Figure 4.4a shows a triangular zone about 60 km thick within this zone, approximately 10% of the mantle rock melts to form oceanic crust. Based on this information, approximately how thick do you think the resulting oceanic crust should be?

/> Figure 4.4 The processes that lead to volcanism in the three main volcanic settings on Earth: (a) volcanism related to plate divergence, (b) volcanism at an ocean-continent boundary*, and (c) volcanism related to a mantle plume. [SE, after USGS (http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Vigil.html)]
*Similar processes take place at an ocean-ocean convergent boundary.

At an ocean-continent or ocean-ocean [1] convergent boundary, oceanic crust is pushed far down into the mantle (Figure 4.4b). It is heated up, and while there isn’t enough heat to melt the subducting crust, there is enough to force the water out of some of its minerals. This water rises into the overlying mantle where it contributes to flux melting of the mantle rock. The mafic magma produced rises through the mantle to the base of the crust. There it contributes to partial melting of crustal rock, and thus it assimilates much more felsic material. That magma, now intermediate in composition, continues to rise and assimilate crustal material in the upper part of the crust, it accumulates into plutons. From time to time, the magma from the plutons rises toward surface, leading to volcanic eruptions. Mt. Garibaldi (Figures 4.1 and 4.2) is an example of subduction-related volcanism.

A mantle plume is an ascending column of hot rock (not magma) that originates deep in the mantle, possibly just above the core-mantle boundary. Mantle plumes are thought to rise at approximately 10 times the rate of mantle convection. The ascending column may be on the order of kilometres to tens of kilometres across, but near the surface it spreads out to create a mushroom-style head that is several tens to over 100 kilometres across. Near the base of the lithosphere (the rigid part of the mantle), the mantle plume (and possibly some of the surrounding mantle material) partially melts to form mafic magma that rises to feed volcanoes. Since most mantle plumes are beneath the oceans, the early stages of volcanism typically take place on the sea floor. Over time, islands may form like those in Hawaii.

Volcanism in northwestern B.C. (Figures 4.5 and 4.6) is related to continental rifting. This area is not at a divergent or convergent boundary, and there is no evidence of an underlying mantle plume. The crust of northwestern B.C. is being stressed by the northward movement of the Pacific Plate against the North America Plate, and the resulting crustal fracturing provides a conduit for the flow of magma from the mantle. This may be an early stage of continental rifting, such as that found in eastern Africa.

Figure 4.5 Volcanoes and volcanic fields in the Northern Cordillera Volcanic Province, B.C. (base map from Wikipedia (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:South-West_Canada.jpg). Volcanic locations from Edwards, B. & Russell, J. (2000). Distribution, nature, and origin of Neogene-Quaternary magmatism in the northern Cordilleran volcanic province, Canada. Geological Society of America Bulletin. pp. 1280-1293[SE]Cordillera Volcanic Province, B.C. Figure 4.6 Volcanic rock at the Tseax River area, northwestern B.C. [SE]


Convergent Plate Boundary Development

Subduction

Where tectonic plates converge, the one with thin oceanic crust subducts beneath the one capped by thick continental crust. A subduction zone consists of material scraped off the ocean floor near the coast (accretionary wedge) and a chain of volcanoes farther inland (volcanic arc).

Terrane Accretion

Oceanic islands and continental fragments approaching the subduction zone are too thick and buoyant to subduct. Instead, they attach to the edge of the continent as accreted terranes.

Continental Collision

Continents collide where subduction completely closes an ocean. The buoyant continental crust lifts up a broad region known as a collisional mountain range.

Images above modified from “Parks and Plates: The Geology of our National Parks, Monuments and Seashores,” by Robert J. Lillie, New York, W. W. Norton and Company, 298 pp., 2005, www.amazon.com/dp/0134905172

Continents grow outward as volcanic islands and continental fragments enter a subduction zone and attach to the edge of the continent. Examples of such accreted terranes are found in NPS sites in southern Alaska and northern Washington State. Sometimes plate convergence closes an entire ocean. The crusts of the continents are too thick and buoyant to subduct, forming a collisional mountain range, such as the Appalachian/Ouachita/Marathon chain in the eastern United States and the Brooks Range in northern Alaska.


4.5: Convergent Plate Boundaries - Geosciences

The relationships between plate tectonics and volcanism are shown on Figure 4.3. As summarized in Chapter 3, magma is formed at three main plate-tectonic settings: divergent boundaries (decompression melting), convergent boundaries (flux melting), and mantle plumes (decompression melting).

Figure 4.3 The plate-tectonic settings of common types of volcanism. Composite volcanoes form at subduction zones, either on ocean-ocean convergent boundaries (left) or ocean-continent convergent boundaries (right). Both shield volcanoes and cinder cones form in areas of continental rifting. Shield volcanoes form above mantle plumes, but can also form at other tectonic settings. Sea-floor volcanism can take place at divergent boundaries, mantle plumes and ocean-ocean-convergent boundaries. [SE, after USGS (http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Vigil.html)]

The mantle and crustal processes that take place in areas of volcanism are illustrated in Figure 4.4. At a spreading ridge, hot mantle rock moves slowly upward by convection (cm/year), and within about 60 km of the surface, partial melting starts because of decompression. Over the triangular area shown in Figure 4.4a, about 10% of the ultramafic mantle rock melts, producing mafic magma that moves upward toward the axis of spreading (where the two plates are moving away from each other). The magma fills vertical fractures produced by the spreading and spills out onto the sea floor to form basaltic pillows (more on that later) and lava flows. There is spreading-ridge volcanism taking place about 200 km offshore from the west coast of Vancouver Island.

Машқҳо

Exercise 4.1 How Thick Is the Oceanic Crust?

Figure 4.4a shows a triangular zone about 60 km thick within this zone, approximately 10% of the mantle rock melts to form oceanic crust. Based on this information, approximately how thick do you think the resulting oceanic crust should be?

Figure 4.4 The processes that lead to volcanism in the three main volcanic settings on Earth: (a) volcanism related to plate divergence, (b) volcanism at an ocean-continent boundary*, and (c) volcanism related to a mantle plume. [SE, after USGS (http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Vigil.html)]
*Similar processes take place at an ocean-ocean convergent boundary.

At an ocean-continent or ocean-ocean [1] convergent boundary, oceanic crust is pushed far down into the mantle (Figure 4.4b). It is heated up, and while there isn’t enough heat to melt the subducting crust, there is enough to force the water out of some of its minerals. This water rises into the overlying mantle where it contributes to flux melting of the mantle rock. The mafic magma produced rises through the mantle to the base of the crust. There it contributes to partial melting of crustal rock, and thus it assimilates much more felsic material. That magma, now intermediate in composition, continues to rise and assimilate crustal material in the upper part of the crust, it accumulates into plutons. From time to time, the magma from the plutons rises toward surface, leading to volcanic eruptions. Mt. Garibaldi (Figures 4.1 and 4.2) is an example of subduction-related volcanism.

A mantle plume is an ascending column of hot rock (not magma) that originates deep in the mantle, possibly just above the core-mantle boundary. Mantle plumes are thought to rise at approximately 10 times the rate of mantle convection. The ascending column may be on the order of kilometres to tens of kilometres across, but near the surface it spreads out to create a mushroom-style head that is several tens to over 100 kilometres across. Near the base of the lithosphere (the rigid part of the mantle), the mantle plume (and possibly some of the surrounding mantle material) partially melts to form mafic magma that rises to feed volcanoes. Since most mantle plumes are beneath the oceans, the early stages of volcanism typically take place on the sea floor. Over time, islands may form like those in Hawaii.