Konvergent grænse - Convergent boundary

Forenklet diagram over en konvergent grænse

En konvergent grænse (også kendt som en destruktiv grænse ) er et område på Jorden, hvor to eller flere litosfæriske plader kolliderer. Den ene plade glider til sidst under den anden, en proces kendt som subduktion . Subduktionszonen kan defineres af et fly, hvor der opstår mange jordskælv, kaldet Wadati -Benioff -zonen . Disse kollisioner sker på en skala fra millioner til titusinder af år og kan føre til vulkanisme, jordskælv, orogenese , ødelæggelse af litosfæren og deformation . Konvergente grænser opstår mellem oceanisk-oceanisk litosfære, oceanisk-kontinental litosfære og kontinent-kontinental litosfære. De geologiske egenskaber relateret til konvergerende grænser varierer afhængigt af skorpe typer.

Pladetektonik drives af konvektionsceller i kappen. Konvektionsceller er resultatet af varme, der genereres ved radioaktivt henfald af elementer i kappen, der undslipper til overfladen og tilbageføring af kølige materialer fra overfladen til kappen. Disse konvektionsceller bringer varmt kappemateriale til overfladen langs spredecentre og skaber ny skorpe. Da denne nye skorpe skubbes væk fra spredningscentret ved dannelsen af ​​nyere skorpe, afkøles den, tyndes og bliver tættere. Subduktion begynder, når denne tætte skorpe konvergerer med mindre tæt skorpe. Tyngdekraften hjælper med at drive den subducerende plade ind i kappen. Da den relativt kølige subdukterende plade synker dybere ned i kappen, opvarmes den og får vandige mineraler til at bryde ned. Dette frigiver vand i den varmere asthenosfære, hvilket fører til delvis smeltning af asthenosfære og vulkanisme. Både dehydrering og delvis smeltning forekommer langs 1.000 ° C (1.830 ° F) isoterm, generelt i dybder på 65 til 130 km (40 til 81 mi).

Nogle litosfæriske plader består af både kontinental og oceanisk litosfære . I nogle tilfælde vil indledende konvergens med en anden plade ødelægge oceanisk litosfære, hvilket fører til konvergens af to kontinentale plader. Ingen kontinentalplade vil subducere. Det er sandsynligt, at pladen kan bryde langs grænsen til kontinental og oceanisk skorpe. Seismisk tomografi afslører stykker litosfære, der er brudt af under konvergens.

Subduktionszoner

Subduktionszoner er områder, hvor en litosfærisk plade glider under en anden ved en konvergerende grænse på grund af litosfæriske densitetsforskelle. Disse plader dypper i gennemsnit 45 °, men kan variere. Subduktionszoner er ofte præget af en overflod af jordskælv, resultatet af indre deformation af pladen, konvergens med den modsatte plade og bøjning ved den oceaniske skyttegrav. Jordskælv er blevet opdaget til en dybde på 670 km (416 mi). De relativt kolde og tætte subdukterende plader trækkes ind i kappen og hjælper med at drive kappekonvektion.

Oceanisk - oceanisk konvergens

Ved kollisioner mellem to oceaniske plader synker den køligere, tættere oceaniske litosfære under den varmere, mindre tætte oceaniske litosfære. Når pladen synker dybere ned i kappen, frigiver den vand fra dehydrering af vandholdige mineraler i havskorpen. Dette vand reducerer smeltetemperaturen for sten i asthenosfæren og forårsager delvis smeltning. Delvis smeltning vil bevæge sig op gennem asthenosfæren og i sidste ende nå overfladen og danne vulkanske øbuer .

Kontinental - oceanisk konvergens

Når oceanisk litosfære og kontinental litosfære kolliderer, subducerer den tætte oceaniske litosfære under den mindre tætte kontinentale litosfære. En akkretionær kile dannes på den kontinentale skorpe, da dybhavssedimenter og oceanisk skorpe skrabes fra oceanpladen. Vulkanbuer dannes på den kontinentale litosfære som følge af delvis smeltning på grund af dehydrering af de vandholdige mineraler i den subducerende plade.

Kontinental - kontinental konvergens

Nogle litosfæriske plader består af både kontinental og oceanisk skorpe. Subduktion starter som oceanisk litosfære glider under kontinental skorpe. Når den oceaniske litosfære subducerer til større dybder, trækkes den vedhæftede kontinentale skorpe tættere på subduktionszonen. Når den kontinentale litosfære når subduktionszonen, ændres subduktionsprocesserne, da den kontinentale litosfære er mere flydende og modstår subduktion under andre kontinentale litosfærer. En lille del af den kontinentale skorpe kan subdugeres, indtil pladen går i stykker, hvilket gør det muligt for den oceaniske litosfære at fortsætte subduktion, varm asthenosfære til at stige og fylde hulrummet, og den kontinentale litosfære kan genopstå. Bevis for denne kontinentale rebound inkluderer ultrahøjtryksmetamorfe sten , der dannes på 90 til 125 km dybder, som udsættes for overfladen.

Vulkanisme og vulkanske buer

Havskorpen indeholder hydratiserede mineraler såsom amfibol- og glimmergrupper . Under subduktion opvarmes og metamorferes oceanisk litosfære, hvilket forårsager nedbrydning af disse vandholdige mineraler, som frigiver vand til asthenosfæren. Udslip af vand til asthenosfæren fører til delvis smeltning. Delvis smeltning tillader stigning af mere flydende, varmt materiale og kan føre til vulkanisme på overfladen og anbringelse af plutoner i undergrunden. Disse processer, der genererer magma, forstås ikke helt.

Hvor disse magmer når overfladen, skaber de vulkanske buer. Vulkanbuer kan dannes som ø -buekæder eller som buer på kontinental skorpe. Tre magmaserier af vulkanske klipper findes i forbindelse med buer. Den kemisk reducerede tholeiitiske magmaserie er mest karakteristisk for oceaniske vulkanske buer, selvom dette også findes i kontinentale vulkanske buer over hurtig subduktion (> 7 cm/år). Denne serie er relativt lav i kalium . Den mere oxiderede kalkalkaliske serie , der er moderat beriget med kalium og uforenelige elementer, er karakteristisk for kontinentale vulkanske buer. Den alkaliske magmaserie (stærkt beriget med kalium) er undertiden til stede i det dybere kontinentale indre. Den shoshonite serien, som er særdeles høj i kalium, er sjælden, men undertiden findes i vulkanske buer. Den andesite medlem af hver serie er typisk mest udbredte, og overgangen fra basaltisk vulkanisme af den dybe Pacific bassin til andesitic vulkanisme i de omkringliggende vulkanske buer er blevet kaldt den andesite linje.

Tilbage bue bassiner

Bagbue -bassiner dannes bag en vulkansk bue og er forbundet med ekstensionel tektonik og høj varmestrømning, der ofte er hjemsted for havbundens spredningscentre. Disse spredecentre er som midterhavsrygge, selvom magmasammensætningen i bagbue -bassiner generelt er mere varieret og indeholder et højere vandindhold end midterhavene. Bagbue -bassiner er ofte kendetegnet ved tynd, varm litosfære. Åbning af bagbue -bassiner kan opstå ved bevægelse af varm asthenosfære ind i litosfæren og forårsage forlængelse.

Oceaniske skyttegrave

Oceaniske skyttegrave er smalle topografiske lavpunkter, der markerer konvergerende grænser eller subduktionszoner. Oceaniske skyttegrave er i gennemsnit 50 til 100 km (31 til 62 mi) brede og kan være flere tusinde kilometer lange. Oceaniske skyttegrave dannes som følge af bøjning af den subducerende plade. Dybden af ​​oceaniske skyttegrave synes at være kontrolleret af alderen på den oceaniske litosfære, der subdugeres. Sedimentfyldning i oceaniske skyttegrave varierer og afhænger generelt af overflod af sedimentindgang fra omgivende områder. En oceanisk skyttegrav, Marianagraven , er havets dybeste punkt i en dybde på cirka 11.000 m (36.089 fod).

Jordskælv og tsunamier

Jordskælv er almindelige langs konvergerende grænser. Et område med høj jordskælvsaktivitet, Wadati-Benioff-zonen , dypper generelt 45 ° og markerer den subdukterende plade. Jordskælv vil forekomme til en dybde på 670 km (416 mi) langs Wadati-Benioff-margenen.

Både kompressions- og ekstensionskræfter virker langs konvergerende grænser. På de indre vægge i skyttegravene opstår der kompressionsfejl eller omvendt fejl på grund af de to pladers relative bevægelse. Omvendt forkastning skraber havets sediment af og fører til dannelsen af ​​en tilspændt kile. Omvendt fejl kan føre til megatrus jordskælv . Spændende eller normal fejl forekommer på udgravningens ydervæg, sandsynligvis på grund af bøjning af den nedadgående plade.

Et jordskælv i megatrust kan forårsage pludselig lodret forskydning af et stort havbund. Dette genererer igen en tsunami .

Nogle af de dødeligste naturkatastrofer er sket på grund af konvergerende grænseprocesser. Jordskælvet og tsunamien i Det Indiske Ocean i 2004 blev udløst af et megathrust -jordskælv langs den konvergerende grænse mellem den indiske plade og Burma -mikropladen og dræbte over 200.000 mennesker. Tsunamien i 2011 ud for Japans kyst , der forårsagede 16.000 dødsfald og skadede 360 ​​milliarder dollars, blev forårsaget af et jordskælv på 9 megathrust i størrelsesorden langs den konvergerende grænse mellem den eurasiske plade og Pacific Plate.

Akkretionær kile

Akkretionære kiler (også kaldet accretionary prismer ) dannes, da sediment skrabes fra den subdukterende litosfære og placeres mod den altoverskyggende litosfære. Disse sedimenter omfatter vulkansk skorpe, turbidit -sedimenter og pelagiske sedimenter. Imbricate stødfejl langs en basal dekollementeringsoverflade forekommer i accretionære kiler, da kræfter fortsætter med at komprimere og fejl ved disse nyligt tilføjede sedimenter. Den fortsatte fejl på den akkretionære kile fører til generel fortykkelse af kilen. Havbundens topografi spiller en rolle i tilvækst, især placering af vulkansk skorpe.

Eksempler

Se også

Referencer

eksterne links

Medier relateret til subduktion på Wikimedia Commons