Hva er subduksjon?

En illustrasjon som skisserer de mange forskjellige mekanismene til en subduksjonssone. Wikimedia Commons-bruker MagentaGreen/ lisensiert under CC BY-SA 3.0

Subduksjon, latin for 'bært under', er et begrep som brukes for en spesifikk type plateinteraksjon. Det skjer når en litosfærisk plate møter en annen - det vil si i konvergerende soner —og den tettere platen synker ned i mantelen.

Hvordan subduksjon skjer

Kontinenter er bygd opp av steiner som er for flytende til å bæres mye lenger enn rundt 100 kilometer dype. Så når et kontinent møter et kontinent, skjer det ingen subduksjon (i stedet kolliderer platene og tykner). Ekte subduksjon skjer bare med oseanisk litosfære.

Når oseanisk litosfæren møter den kontinentale litosfæren, kontinentet forblir alltid på toppen mens havplaten subdukterer seg. Når to oseaniske plater møtes, subdukterer den eldre platen.

Oseanisk litosfære dannes varm og tynn ved midthavsrygger og vokser seg tykk etter hvert som mer stein herder under den. Når den beveger seg bort fra ryggen, avkjøles den. Bergarter krymper når de avkjøles, så platen blir tettere og sitter lavere enn yngre, varmere plater. Derfor, når to plater møtes, har den yngre, høyere platen en kant og synker ikke.

Oceaniske plater flyter ikke på asthenosfæren som is på vann – de er mer som papirark på vann, klare til å synke så snart en kant kan starte prosessen. De er gravitasjonsmessig ustabile.

Når en plate begynner å subdusere, tar tyngdekraften over. En synkende plate blir vanligvis referert til som en 'plate'. Der svært gammel havbunn blir subdukt, faller helleren nesten rett ned, og der yngre plater subduseres, faller helleren ned i en grunn vinkel. Subduksjon, i form av gravitasjons 'platetrekk', antas å være den største kraften som driver platetektonikk .

Ved en viss dybde snur høytrykket basalt i hellen til en tettere bergart, eklogitt (det vil si en feltspat - pyroksen blandingen blir granat -pyroksen). Dette gjør helleren enda mer ivrig etter å gå ned.

Det er en feil å forestille seg subduksjon som en sumokamp, ​​en platekamp der toppplaten tvinger den nederste ned. I mange tilfeller er det mer som jiu-jitsu: den nedre platen synker aktivt ettersom bøyningen langs dens fremre kant jobber bakover (platerulling), slik at den øvre platen faktisk suges over den nedre platen. Dette forklarer hvorfor det ofte er soner med strekking, eller skorpeforlengelse, i den øvre platen ved subduksjonssoner.

Havgrøfter og akkresjonære kiler

Der subduksjonsplaten bøyer seg nedover, dannes en dyphavsgrøft. Den dypeste av disse er Mariana-graven, på over 36 000 fot under havoverflaten. Grøfter fanger opp mye sediment fra nærliggende landmasser, hvorav mye føres ned sammen med helleren. I omtrent halvparten av verdens skyttergraver blir noe av sedimentet i stedet skrapet av. Den forblir på toppen som en kile av materiale, kjent som en akkresjonær kile eller prisme, som snø foran en plog. Sakte skyves grøften offshore mens den øvre platen vokser. ?

Vulkaner, jordskjelv og Pacific Ring of Fire

Når subduksjonen begynner, blir materialene på toppen av platen - sedimenter, vann og delikate mineraler - ført ned med den. Vannet, tykt med oppløste mineraler, stiger opp i den øvre platen. Der går denne kjemisk aktive væsken inn i en energisk syklus av vulkanisme og tektonisk aktivitet. Denne prosessen danner buevulkanisme og er noen ganger kjent som subduksjonsfabrikken. Resten av platen fortsetter å synke og forlater platetektonikkens rike.

Subduksjon danner også noen av jordens kraftigste jordskjelv. Plater trekker seg normalt ned med en hastighet på noen få centimeter per år, men noen ganger kan skorpen feste seg og forårsake belastning. Dette lagrer potensiell energi, som frigjør seg selv som et jordskjelv når det svakeste punktet langs forkastningen brister.

Subduksjonsjordskjelv kan være veldig kraftige, som feil de forekommer langs har et veldig stort overflateareal for å akkumulere belastning. Cascadia-subduksjonssonen utenfor kysten av det nordvestlige Nord-Amerika er for eksempel over 600 miles lang. Et jordskjelv med en styrke på ~9 skjedde langs denne sonen i 1700 e.Kr., og seismologer tror at området snart kan se et nytt.

Subduksjon-forårsaket vulkanisme og jordskjelvaktivitet forekommer ofte langs de ytre kantene av Stillehavet i et område kjent som Pacific Ring of Fire. Faktisk har dette området sett åtte kraftigste jordskjelv som noen gang er registrert og er hjemsted for over 75 prosent av verdens aktive og sovende vulkaner.

Redigert avBrooks Mitchell