La subducción

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Geometría de una zona de subducción - insertos para mostrar prisma de acreción y fusión parcial de hidratado astenosfera

En geología , la subducción es el proceso que tiene lugar en los límites convergentes por el cual un placa tectónica se mueve bajo otra placa tectónica y se hunde en el manto como las placas convergen. Regiones en las que ocurre este proceso se conoce como zonas de subducción. Las tasas de subducción se miden en centímetros por año, con una tasa promedio de convergencia es aproximadamente de 2 a 8 cm al año. [1]

Las placas incluyen tanto la corteza oceánica y la corteza continental . Zonas de subducción estables implican la corteza oceánica de una placa deslizante debajo de la corteza continental o corteza oceánica del otro plato. Es decir, la corteza subducida es siempre oceánica mientras que la corteza imperativo puede o no puede ser oceánico. Las zonas de subducción son a menudo destacan por sus altas tasas de actividad volcánica , los terremotos , y formación de montañas .

Orogénesis o formación de montañas-, se produce cuando grandes trozos de material de la placa de subducción (tales como arcos de islas ) se presionan en la placa superior. Estas áreas están sujetas a muchos terremotos , que son causadas por la interacción entre la subducción de la losa y el manto, los volcanes, y (en su caso) de la montaña de la capacidad en relación con las islas colisiones arco. [ cita requerida ]

Contenido

[ editar ] Descripción general

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Las zonas de subducción marcar los sitios de convección hundimiento de la Tierra, la litosfera (la corteza más la parte superior de la frágil manto superior). Las zonas de subducción existen en los límites de placas convergentes donde una placa de litosfera oceánica converge con otra placa. La baja va losa -la. subducción de placas es anulado por el borde de ataque de la otra placa Los disipadores de losa en un ángulo de aproximadamente 25 a 45 grados de la superficie de la Tierra. A una profundidad de aproximadamente 80-120 km, el basalto de la placa oceánica se convierte en una roca metamórfica llamada eclogita . En este punto, la densidad de los aumentos litosfera oceánica, y se realiza en el manto por las corrientes convectivas hundimiento. Es en las zonas de subducción que la litosfera de la Tierra, la corteza oceánica , sedimentarias capas, y un poco de agua atrapada se reciclan en el manto profundo. La Tierra es el único planeta donde la subducción se sabe que ocurre. Sin subducción tectónica de placas no podría existir.

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Las zonas de subducción bucear en el manto por debajo de 55.000 kilometros de los márgenes de placas convergentes (Lallemand, 1999), casi igual a la acumulada 60.000 kilometros de dorsales oceánicas. La subducción zonas madriguera profundamente imperfecta pero camuflado, y podemos usar geofísica y geoquímica para estudiarlos. No es sorprendente que los más superficiales partes de las zonas de subducción se conocen mejor. Las zonas de subducción son fuertemente asimétrica en los primeros cientos de kilómetros de su origen. Empiezan a bajar a las trincheras oceánicas . Sus descensos están marcados por zonas inclinadas de los terremotos que sumergen lejos de la zanja debajo de los volcanes y se extienden hasta la discontinuidad 660 km . Las zonas de subducción son definidos por la matriz inclinada de terremotos conocidos como "Wadati-Benioff Zone" después de los dos científicos que identificó por primera vez este aspecto distintivo. Terremotos zona de subducción ocurren a profundidades enormemente mayor que en otros lugares de la Tierra, donde sismicidad se limita a la más exterior de 20 km del sólido Tierra .

El basalto subducción y los sedimentos son normalmente ricas en hidratadas minerales y arcillas. Además, grandes cantidades de agua se introducen en las grietas y las fracturas creadas como las curvas losa subducida hacia abajo. [2] Durante la transición de basalto a eclogita, estos materiales hidratados se descomponen, produciendo grandes cantidades de agua, que en tan gran presión y temperatura existe como un fluido supercrítico . El agua supercrítica, que es caliente y más flotante que la roca circundante, se eleva en el manto suprayacente donde se reduce la presión en (y por lo tanto la temperatura de fusión de) la roca del manto hasta el punto de fusión real, generando magma. Estos magmas, a su vez, aumenten, ya que son menos densas que las rocas del manto. Estos magmas derivados del manto (que son en su composición basáltica) se pueden seguir aumentando, en última instancia, a la superficie de la Tierra, lo que resulta en una erupción volcánica. La composición química de la lava en erupción depende del grado en el que el manto de basalto derivado de (a) interactúa con (fundidos) la corteza terrestre y / o (b) se somete a cristalización fraccionada .

Por encima de las zonas de subducción, volcanes existen en largas cadenas llamadas arcos volcánicos . Los volcanes que existen a lo largo de los arcos tienden a producir erupciones peligrosas porque son ricos en agua (de la losa y sedimentos) y tienden a ser muy explosivo. Krakatoa, Nevado del Ruiz, y el Monte Vesubio, son ejemplos de volcanes de arco. Arcos también son conocidos por estar asociados con los metales preciosos tales como oro, plata y cobre - de nuevo cree que ser llevado por el agua y se concentró en y alrededor de sus volcanes anfitrionas en roca denomina "mineral".

Resultados de subducción de la convección en la astenosfera. El calor del núcleo de la Tierra que se imparte al manto hace que el manto de convección de manera muy convects agua hirviendo en una olla en la estufa. Manto caliente en el límite entre el núcleo y el manto se levanta cuando hunde manto frío, haciendo que las células de convección de forma. En los puntos en que dos células se mueven hacia abajo convección cumplen (hundimiento manto frío), puede ocurrir, obligando a la corteza oceánica por debajo de cualquiera de los continentes y la corteza oceánica otro. La corteza continental tiende a anular la corteza oceánica, ya que se compone de granito menos denso en comparación con el basalto de la corteza oceánica.

[ editar ] Teoría sobre el origen

Aunque el proceso de subducción, como ocurre hoy en día se conoce bastante bien, su origen sigue siendo un tema de discusión y estudio en curso. Un trabajo reciente de VL Hansen en Geología presenta la hipótesis de que el manto de afloramiento y similares procesos térmicos, combinados con un impacto de una fuente extraterrestre, le daría la tierra primitiva de las discontinuidades de la corteza de la subducción de la materia más densa debajo de un material más ligero. [ 3]

Un modelo de la iniciación de subducción, basado en el modelado analítico y analógico, supone que la diferencia de densidad entre dos losas adyacentes litosféricas es suficiente para dar lugar a la iniciación de subducción. La parte analítica del modelo muestra que cuando dos placas litosféricas de diferentes densidades están situadas una junto a la otra presión, litostática diferencial máxima se producen en la base de la losa más denso dirigida hacia el otro más ligero. La cepa resultante daría lugar a la rotación de la zona de contacto entre las losas de sumergir hacia la losa más ligero, y la inmersión se reduciría hasta desplazamiento a lo largo de la zona de contacto podría ser activado. Los parámetros que restringen la rotación de la zona de contacto se conocen como "Números de Argand". [4] [5] experimentos analógicos basados ​​en este concepto se llevaron a cabo utilizando una centrífuga usando un encendedor y quebradizo más denso y dúctil "litosfera" flotando en todavía denso "astenosfera". Los experimentos analógicos sugerido que la iniciación de subducción comenzó con la penetración de la más densa dúctil "litosfera" por debajo de su homólogo más ligero. Por consiguiente, el más ligero "litosfera" fue elevada, a continuación, se desplomó sobre la losa más densa, lo que aumenta la carga en el borde y dirigir la secuencia más densa debajo de la losa más ligero. Se presume, además, que una vez más densa "litosfera" se encuentra por debajo del uno más ligero, sufrió la conversión a eclogita, que aumentó su densidad y lo condujo a subducción en el "astenosfera". La velocidad de esta parte del proceso de subducción se determinó por fricción. Reducción de la fricción losa en la naturaleza podría resultar de serpentinización y otros procesos relacionados con el agua. [4] [5] El geofísico Don L. Anderson ha planteado la hipótesis de que la tectónica de placas no podría suceder sin el carbonato de calcio establecido por los seres que viven en los márgenes de subducción zonas. El enorme peso de estos sedimentos se podría suavizar las rocas subyacentes, por lo que lo suficientemente flexible para lanzarse. [6]

[ editar ] Efectos

[ editar ] La actividad volcánica

Oceanic placas de subducción están creando fosas oceánicas .

Los volcanes que se producen por encima de las zonas de subducción, como el Mount St. Helens y el Monte Fuji , se encuentran a aproximadamente 100 km de la trinchera en las cadenas arqueadas, de ahí el término de arco volcánico . Hay dos tipos de arcos en general se observan en la Tierra: arcos de islas que se forman en la litosfera oceánica, como la Mariana o Tonga arcos de islas, o arco continental que se forman en el continente, como el Arco Volcánico Cascada . Arcos de islas son producidos por la subducción de la litosfera oceánica bajo otra litosfera oceánica (subducción oceánica), mientras que los arcos continentales forman durante la subducción de la litosfera oceánica bajo la litosfera continental.

El magmatismo de arco produce 100-200 km de distancia de la zanja y ~ 100 km de la losa subducida. Esta profundidad de arco magma generación es la consecuencia de la interacción entre los fluidos, liberados de la losa subducida, y la cuña de manto arco que es lo suficientemente caliente como para generar fusión hidratado. Arcs producen alrededor del 25% del volumen total de magma se producen cada año en la Tierra (~ 30-35 km ³), mucho menor que el volumen producido en las dorsales oceánicas, y contribuyen a la formación de nuevos corteza continental . Vulcanismo de arco tiene el mayor impacto en los seres humanos, porque muchos volcanes de arco se encuentran por encima del nivel del mar y entrar en erupción violentamente. Aerosoles inyectadas en la estratosfera durante erupciones violentas pueden causar un rápido enfriamiento de la Tierra, el clima y afectan a los viajes aéreos.

[ editar ] Los terremotos y tsunamis

Las tensiones causadas por la convergencia de placas en las zonas de subducción causa al menos tres diferentes tipos de terremotos . Los terremotos se propagan principalmente en la losa fría subducción y definir la zona Wadati-Benioff . Sismicidad muestra que la losa se pueden rastrear hasta el manto superior - límite inferior del manto (~ 600 km de profundidad).

Nueve de las diez mayores terremotos que se producen en los últimos 100 años han sido los eventos de subducción de la zona. Esto incluye el Gran Terremoto de Chile 1960 , que en 9,5 M fue el terremoto más fuerte jamás registrado, el terremoto de 2004 en el Océano Índico y el tsunami y el terremoto y tsunami de Tohoku de 2011 . La subducción de corteza oceánica fría en el manto deprime el local de gradiente geotérmico y hace que una porción más grande de la tierra a deformarse de una manera más frágil que el que tendría en un entorno gradiente geotérmico normal. Debido a los terremotos sólo puede ocurrir cuando una roca se deforma de una manera frágil, las zonas de subducción puede crear grandes terremotos. Si tal terremoto causa la deformación rápida del fondo del mar, existe la posibilidad de tsunamis , tales como el terremoto causado por la subducción de la Placa Indo-Australiana bajo la placa euroasiática el 26 de diciembre de 2004 que devastó las zonas del Océano Índico . Pequeños temblores que crean pequeñas, no dañinos tsunamis ocurren con frecuencia.

Outer subida terremotos ocurren cuando las fallas normales oceanward de la zona de subducción son activados por flexture de la placa como se dobla a la zona de subducción. El terremoto de Samoa de 2009 es un ejemplo de este tipo de evento. El desplazamiento del fondo marino causada por este evento generó un tsunami en la cercana Samoa 6m.

Anómalamente eventos ocultos son una característica de las zonas de subducción donde se producen los más profundos terremotos en el planeta. Los terremotos se restringe generalmente a las partes poco profundas y frágiles de la corteza terrestre, generalmente a profundidades de menos de 20 km. Sin embargo, en las zonas de subducción, los terremotos ocurren a profundidades tan grandes como 700 km. Estos terremotos definir zonas inclinadas de sismicidad conocidos como Wadati-Benioff zonas , después de que los científicos que los descubrió, que trazan la litosfera desciende. tomografía sísmica ha ayudado a detectar litosfera subducida en regiones donde no hay terremotos. Algunas losas subducidos parecen no ser capaces de penetrar en la mayor discontinuidad en el manto que se encuentra a una profundidad de alrededor de 670 km, mientras que otros subducidos placas oceánicas puede penetrar todo el camino hasta el límite núcleo-manto . Las discontinuidades sísmicas grandes en el manto - a 410 y 670 km de profundidad - se ven perturbadas por el descenso de las losas frías en las zonas de subducción de profundidad.

[ edit ] orogenia

Subducción de placas pueden llevar arcos de islas y los sedimentos de los márgenes convergentes. Este material a menudo no subduct con el resto de la placa, pero en su lugar se acreción al continente en forma de terrenos exóticos . Estos engrosamiento cortical y causa la formación de montañas.

[ edit ] ángulo de subducción

La subducción se produce normalmente en un ángulo moderadamente empinada justo en el punto del límite de placas convergentes. Sin embargo, los ángulos anómalos superficiales de subducción se sabe que existen también algunos muy empinada.

  • Losa plana de subducción (<30 °): se produce cuando la litosfera en subducción, llamada placa, subduce horizontal o casi horizontal. La losa plana puede extenderse por cientos de a más de mil kilómetros. Esto es anormal, como la losa densa típicamente se hunde en un ángulo mucho más pronunciado directamente en la zona de subducción. Debido a la subducción de placas a fondo es necesario para conducir el vulcanismo de subducción zona (a través de la desestabilización y la extracción de agua de los minerales y el resultante flujo de fusión de la cuña del manto ), TV de losa de subducción puede ser invocado para explicar las brechas volcánicas . Losa plana de subducción está en curso bajo parte de la Andes causando segmentación del Cinturón Volcánico andino en cuatro zonas. La subducción plana losa en el norte de Perú y el Norte Chico de Chile región se cree que es el resultado de la subducción de dos crestas flotantes antisísmicas, el canto de Nazca y el canto de Juan Fernández , respectivamente. Alrededor de la Península de Taitao losa plana de subducción se atribuye a la subducción de la Dorsal de Chile , una cresta de expansión . La orogenia Laramide en las Montañas Rocosas de Estados Unidos . se atribuye a la plana losa de subducción [7] Durante este tiempo, una amplia brecha volcánica apareció en la margen suroeste de América del Norte, y la deformación se produjo mucho más tierra adentro, fue durante este tiempo que el sótano cadenas montañosas con núcleo de Colorado, Utah, Wyoming, Dakota del Sur y Nuevo México llegó a existir.
  • Steep ángulo de subducción (> 70 °): se produce en las zonas de subducción donde la tierra de la corteza oceánica y la litosfera son viejos y gruesos y por ello han perdido la flotabilidad. En la actualidad la zona de subducción más pronunciada inmersión se encuentra en la Fosa de las Marianas , que es también el lugar donde la tierra se encuentra más antigua corteza oceánica ( Jurásico edad, eximiendo ofiolitas ). Steep ángulo de subducción está en contraste con losa plana de subducción asociado con back-arc extensión [8] de la corteza hacer arcos volcánicos y fragmentos de corteza continental alejarse de los continentes sobre tiempos geológicos dejando tras de sí un mar marginal .

[ editar ] Importancia

Las zonas de subducción son importantes por varias razones [ cita requerida ]:

  1. Física Zona de Subducción: Hundimiento del oceánico litosfera (corteza sedimentos + + manto), en contraste de densidad entre la litosfera fría y viejo y la cuña de manto caliente astenosférico, es la fuerza más poderosa (pero no el único) que se necesita para conducir movimiento de las placas y es el modo dominante de convección del manto .
  2. La subducción Química Zona: Los sedimentos subducidos y deshidratar la corteza y liberación ricos en agua ( acuosa ) fluidos en el manto que cubre, causando fusión del manto y fraccionamiento de los elementos entre aguas superficiales y profundas reservas del manto, la producción de arcos de islas y la corteza continental .
  3. Las zonas de subducción arrastre hacia abajo subducida sedimentos oceánicos, corteza oceánica y la litosfera manto que interactúan con la astenosfera caliente del manto de la placa superior para producir calco-alcalino serie se derrite, los depósitos de mineral, y la corteza continental.

Las zonas de subducción también se han considerado como posibles sitios de disposición de residuos nucleares , en la que la acción de subducción misma llevaría el material en el planetario manto , a salvo de cualquier posible influencia sobre la humanidad o el ambiente de la superficie. Sin embargo, este método de eliminación está actualmente prohibida por acuerdo internacional. [9] [10] [11] [12] Además, la placa de zonas de subducción están asociados con muy grandes terremotos megathrust , haciendo los efectos sobre el uso de cualquier sitio específico para la eliminación impredecible y posiblemente adversa a la seguridad de largo plazo disposición. [10]

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

  1. ^ Defant, MJ (1998) Voyage of Discovery:. Desde el Big Bang hasta la Edad de Hielo. Mancorp. pp 325. ISBN 0-931541-61-1 .
  2. ^ [ http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2012GL054340/abstract cambios sistemáticos en la estructura de la placa de entrada a la trinchera Kuriles, Gou Fujie et al, Geophysical Research Letters, 16 de enero de 2013, doi: 10.1029 / 2012GL054340
  3. ^ Hansen, Vicki L. (diciembre de 2007). "La subducción origen en la Tierra primitiva: una hipótesis" Geología 35 (12):. 1059-1062. doi : 10.1130/G24202A.1 . Univ. de Minnesota-Duluth.
  4. ^ un b Mart, Y., Aharonov, E., Mulugeta, G. Ryan, WBF, Tentler, T., Goren, L. (2005). "El modelado analógico de la iniciación de subducción". Geophys. . J. Int 160 (3):. 1081-1091 BIBCODE 2005GeoJI.160.1081M . doi : 10.1111/j.1365-246X.2005.02544.x .
  5. ^ un b Goren, L., E. Aharonov, G. Mulugeta, Koyi HA, y Y. Mart (2008). "La deformación dúctil de los márgenes pasivos: un nuevo mecanismo para la Iniciación subducción" J.. Geophys. . Res 113:. B08411 BIBCODE 2008JGRB .. 11308411G . doi : 10.1029/2005JB004179 .
  6. ^ Harding, Stephan. Animar Eart. La ciencia, la intuición y Gaia. Chelsea Green Publishing, 2006, p. 114. ISBN 1-933392-29-0
  7. ^ WP Schellart, DR Stegman, RJ Farrington, Freeman J. y L. Moresi (16 julio 2010). "Tectónica cenozoica del Oeste de América del Norte controlada por la evolución de Ancho de losa Farallón" Science 329 (5989):.. 316-319 BIBCODE 2010Sci ... 329 .. 316S . doi : 10.1126/science.1190366 . PMID 20647465 .
  8. ^ Lallemand, Serge; Heuret, Arnauld;. Boutelier, David (8 de septiembre de 2005) "Sobre las relaciones entre chapuzón losa, el estrés atrás del arco, movimiento de las placas superior absoluto, y la naturaleza de la corteza en las zonas de subducción" . Geoquímica Geofísica Geosystems 6 (9 ):
  9. ^ Hafemeister, David W. (2007). Física de las cuestiones sociales: Cálculos sobre la seguridad nacional, el medio ambiente y la energía . Berlin: Springer. p. 187. ISBN 0-387-95560-7 . http://books.google.com/books?id=LT4MSqv9QUIC&pg=PA187 # v = onepage & q & f = false .
  10. ^ un b . Kingsley, Marvin G.; Rogers, Kenneth H. (2007) riesgos calculados: los residuos altamente radiactivos y la seguridad nacional . Aldershot, Hants, Inglaterra: Ashgate. pp 75-76. ISBN 0-7546-7133-X . http://books.google.ca/books?id=bOP4-BpYXrEC&pg=PA75 .
  11. ^ "Visión general de la existencia de dumping y de pérdida" . Océanos en la Era Nuclear. Archivado desde el original, el 5 de junio Consultado el 18 de septiembre de 2010.
  12. ^ "Almacenamiento y Disposición Opciones. Organización Mundial Nuclear (fecha desconocida)" . Archivado desde el original, el 19 de julio de 2011. http://web.archive.org/web/20110719062404/http://www.world-nuclear.org/info/inf04ap2.html . Consultado el 08 de febrero septiembre de 2012.

Lallemand, S., La subducción Oceanique, Gordon and Breach, Newark, NJ, 1999.

[ editar ] Enlaces externos