Желоб Тонги - Tonga Trench
Тонга Trench является океанический желоб , расположенный в юго - западной части Тихого океана . Это самая глубокая впадина в Южном полушарии и вторая по глубине на Земле. Самая быстрая тектоническая скорость на Земле происходит в этом месте, как Тихоокеанская плита в настоящее время субдуцированная на запад в траншее.
Когда миссия Аполлона 13 была прервана в 1970 году из-за взрыва в кислородном баллоне, когда космический корабль вернулся на Землю, его радиоизотопный термоэлектрический генератор сломался в атмосфере, и источник тепла погрузился в район Тихого океана, который находится либо в или около желоба Тонга. Однако мониторинг атмосферы и океана показал, что выброса ядерного топлива не произошло.
Horizon Deep
Самая глубокая точка желоба Тонга, Horizon Deep на 23,25833 ° ю.ш. 174,726667 ° з.д. , имеет глубину 10800 ± 10 м (35,433 ± 33 фута), что делает ее самой глубокой точкой в Южном полушарии и второй по глубине на Земле после Challenger. Глубоко в Марианской впадине . Она названа в честь исследовательского судна Horizon в Институте океанографии Скриппса , экипаж которого нашел глубоко в декабре 1952 года. 23 ° 15′30 ″ ю.ш. 174 ° 43′36 ″ з.д. /
В отложениях Horizon Deep, одной из самых глубоких траншей для хадалов , обитает сообщество круглых червей . Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что численность особей в этом сообществе в шесть раз больше, чем на участке на краю траншеи ( около 6250 м (20510 футов)) рядом с глубиной, и что разница в биомассе между этими местами даже больше. С другой стороны, видовое разнообразие на склоне желоба вдвое больше, вероятно, из-за небольшого количества условно-патогенных видов в желобе. Цифры численности и биомассы аналогичны для глубин Марианской впадины, но значительно ниже в Перу-Чилийской впадине .
Спуск с экипажем
Траншея Тонга и рабочая зона были обследованы судном обеспечения, Глубоководным вспомогательным судном DSSV Pressure Drop , с помощью многолучевого эхолота Kongsberg SIMRAD EM124. Собранные данные будут переданы инициативе GEBCO Seabed 2030. Погружение было частью экспедиции Five Deeps . Цель этой экспедиции - составить карту и посетить самые глубокие точки всех пяти Мирового океана к концу сентября 2019 года.
В рамках экспедиции Five Deeps, Sirena Deep, находящаяся в 5750 км (3570 миль) от Horizon Deep, посетил Виктор Весково во время первого спуска с экипажем на дно Sirena Deep 5 июня 2019 г. (в режиме Deep-Submergence). Ограничивающий фактор транспортного средства DSV (модель погружного устройства Triton 36000/2)) и измеренная глубина 10823 м (35 509 футов) ± 10 м (33 фута) путем прямых измерений давления CTD . Этот спуск и прямое измерение глубины Sirena Deep произошло через месяц после четырехкратного спуска на дно Challenger Deep , который также находится примерно в 6000 км от желоба Тонга.
Геология
Дуговая система Тонга-Кермадек
Область между траншеей Тонгов и Lau задуговым , в Tonga-Кермадеке хребте , двигается независимо от Австралии и Тихоокеанских плит и подразделяется на несколько небольших пластины, Тонга , Кермадек и Ниуафих пластины. Плита Тонга обращена к желобу Тонга.
Система Тонга-Тренч-Арка представляет собой конвергентную окраину с преобладанием протяженности и неаккрецию. Тихоокеанская плита погружается в желоб на запад. Скорость конвергенции оценивается в 15 см / год (5,9 дюйма / год), но измерения GPS в северной траншеи показывают скорость конвергенции там 24 см / год (9,4 дюйма / год). Это самая высокая скорость плит на Земле, и в результате это самая активная зона земной мантии с сейсмичностью . Скорость субдукции снижается к югу вдоль дуги Тонга-Кермадек с 24 см / год (9,4 дюйма / год) на севере до 6 см / год (2,4 дюйма / год) на юге, а также становится более наклонной к югу. Высокая скорость в желобе Тонга в значительной степени связана с сокращением расширения в бассейне Лау. Расширение земной коры миоценового хребта Лау-Колвилл началось 6 млн лет назад, что положило начало открытию впадины Лау-Гаврского прогиба. С тех пор это расширение распространилось на юг и превратилось в центр распространения в бассейне Лау перед желобом Тонга. Таким образом, перед желобом Тонга-Кермадек образуется новая корка, в то время как старая корка поглощается за ней в желобе Тонга.
Лавина тихоокеанской плиты
В то время как большинство сильных землетрясений происходит в зоне контакта между обеими тектоническими плитами, что связано с трением во время субдукции, другие возникают на Тихоокеанской плите из-за ее изгиба. Кора Тихого океана, спускающаяся в желоб, старая, 100–140 млн лет, относительно холодная и поэтому может хранить много упругой энергии. Когда он проникает глубоко в мантию, более чем на 600 км (370 миль), и сталкивается с препятствиями, он искажается, что вызывает глубокие мантийные землетрясения.
c. В 500 км (310 миль) ниже бассейна Северных Фиджи обособленный сегмент субдуцированной Австралийской плиты столкнулся с субдуцированной Тихоокеанской плитой, которая вызывает множество крупномасштабных землетрясений. Поглощенная Тихоокеанская плита также деформируется в результате столкновения, поскольку обе плиты оседают на разрыве 660 км . Коллизия плит, вероятно, произошла 5–4 млн лет назад, когда бассейн Лау начал открываться.
Океанические желоба - важные места для образования того, что станет континентальной корой, и для возврата материала обратно в мантию . Вдоль желоба Тонга мантийные расплавы переносятся в системы островных дуг, и собираются глубинные океанические отложения и фрагменты океанической коры.
Переход Тонга-Тренч – Бассейн Лау
Северный конец желоба Тонга (на 15 ° 10 'ю.ш.), вероятно, связан с зоной разлома Фиджи , простирающейся с востока на запад к северу от Фиджи, но желоб заканчивается сложным переходом от субдукции к сдвиговому движению, и сейсмичность указывает на наличие c. 100 км (62 мили) - широкая переходная зона, а не простой трансформный разлом . В или около этой зоны есть тройное соединение гребень-гребень-гребень ( 15 ° 37′S 174 ° 52′W / 15,617 ° ю.ш. 174,867 ° з.д. ), известное как тройное соединение Кинга или Мангатолу (MTJ), характеризующееся деформацией и недавним и интенсивным вулканизмом (см. например Домашний риф ). Вулканическая дуга Тофуа на севере хребта Тонга простирается до менее чем 40 км (25 миль) от северного конца желоба.
К северу от MTJ находится Северо-восточный центр распространения Лау (NELSC), который пересекает северный конец желоба Тонга и является одним из трех основных центров распространения в северной части бассейна Лау (вместе с Центром распространения Футуны и северо-западом). Центр разбрасывания Lau.) Максимальная скорость разбрасывания в NELSC составляет 94 мм / год (3,7 дюйма / год), но разбрасывание уменьшается до нуля на обоих концах центра разбрасывания. Однако общая скорость распространения между Тонганской и Австралийской плитами составляет 157 мм / год (6,2 дюйма / год), и поэтому должны существовать дополнительные микроплиты и / или зоны деформации. NELSC, вероятно, получает магматический вклад из горячей точки Самоа . NELSC имеет морфологию, аналогичную морфологии медленно распространяющихся хребтов с множеством плотно расположенных гребней и впадин. Там, где она встречается с желобом, между хребтом Тонга, Тихоокеанской плитой и Австралийской плитой развивается граница с преобразованием-преобразованием гребня.
К северо-востоку от 60-градусного изгиба желоба Тонга дно Тихого океана полно параллельных линий. Они были интерпретированы как остатки исчезнувшего, простирающегося с востока на запад центра распространения на Тихоокеанской плите, намного более древнего, чем желоб Тонга.
Столкновение с цепью подводных гор в Луисвилле
На своем южном конце ( около 26 ° ю.ш.) желоб Тонга сталкивается с цепью подводных гор Луисвилл , цепью гайотов и подводных гор на Тихоокеанской плите, примерно параллельной цепи подводных гор Гавайи-Император в северной части Тихого океана. Зона столкновения Луисвилля перемещается на юг со скоростью 18 см / год (7,1 дюйма / год) из-за разницы в наклонном угле между Луисвиллским хребтом относительно направления конвергенции. В восточной части бассейна Лау центры спрединга распространяются на юг примерно с такой же скоростью. Зона столкновения также смещает желоб Тонга на северо-запад относительно желоба Кермадек на ок. 50 км (31 миль). Поглощение Луисвиллского хребта вызвало значительную эрозию внешнего края передней дуги южной Тонги и, вероятно, ускорило погружение желоба Тонга, что делает желоб Тонга вторым по глубине желобом на Земле и значительно глубже, чем желоб Тонга. Кермадекский желоб.
Самая старая и самая западная из подводных гор Луисвилля, подводная гора Осборн , находится на краю траншеи, а ее бывшая плоская вершина в настоящее время наклоняется в сторону траншеи. К западу от подводной горы Осборн широкая зона разломных блоков обмеливает траншею на 3000 м (9800 футов), в то время как прилегающая передняя дуга поднимается на c. 300 м (980 футов) и покрыта каньонами .
Зона столкновения в Луисвилле коррелирует с зоной сейсмического покоя вдоль желоба Тонга-Кермадек, известной как «Луисвиллский провал». Этот разрыв в сейсмичности указывает на то, что погружение подводных гор подавляет или даже предотвращает сейсмичность в зонах субдукции, возможно, за счет увеличения интервалов между землетрясениями, но механизм этого процесса плохо изучен.
Геохимические данные свидетельствуют о том, что цепь Луисвилля подвергалась субдукции под дугой Тонга-Кермадек с 4 млн лет назад. Сейсмические исследования выявили направленный на юг вдоль дуги мантийный поток, который указывает на то, что тихоокеанская мантия заменяется индо-австралийской мантией к западу от желоба Тонга.
Osbourn Trough
Желоб Осборна, расположенный на 25,5 ° ю.ш. к северу от зоны столкновения Луисвиллского хребта, представляет собой потухший спрединговый хребет длиной 900 км (560 миль), расположенный на полпути между двумя большими океаническими плато к северу и югу от желоба Тонга соответственно: Манихики 1750 км. (1090 миль) к северу и Хикуранги 1550 км (960 миль) к югу. Эти плато когда-то составляли часть большой вулканической провинции Онтонг-Ява- Манихики-Хикуранги ( 100 × 10 6 км 3 (3,5 × 10 18 куб футов) ). Распространение между плато прекратилось, когда Хикуранги столкнулся с поднятием Чатем к востоку от Новой Зеландии в 86 млн лет назад. Западный конец желоба Осборн ограничен желобом Тонга, а его восточная часть - уступом Вишбоун - Восточный Манихики. Между ними желоб Осборна разделен на три сегмента, разделенных правым смещением. Вблизи желоба Тонга на батиметрию этих структур влияет изгиб Тихоокеанской плиты.
Козерог подводная гора
Подводная гора Козерог - это гайот, расположенный на восточной стене северной части желоба Тонга (см. Карту выше). Это большой гайот, шириной в 100 км (62 мили) в основании с небольшой частью рифовой или лагунной вершины, достигающей 440 м (1440 футов) ниже уровня моря. Изгиб Тихоокеанской плиты в желобе Тонга в настоящее время разрезает его, как буханку хлеба: внутри гайота параллельно траншею развивается горстовая и грабеновая система, простирающаяся с севера на юг ; западный склон гайота достиг траншеи глубиной 9 000 м (30 000 футов) и начал ее засыпку; вершина гайота наклонена на 1,7 ° к желобу, а его центр находится всего в 45 км (28 миль) от оси желоба. Ожидается, что подводная гора Козерога будет полностью поглощена траншеей в течение 500 000 лет.
Смотрите также
Рекомендации
Заметки
Источники
- Бевис, М .; Тейлор, ФВ; Schutz, BE; Recy, J .; Isacks, BL; Helu, S .; Singh, R .; Кендрик, Э .; Stowell, J .; Taylor, B .; Калмант, С. (1995). «Геодезические наблюдения за очень быстрой конвергенцией и расширением задней дуги на дуге Тонга» . Природа . 374 (6519): 249–251. Bibcode : 1995Natur.374..249B . DOI : 10.1038 / 374249a0 . S2CID 4331835 . Проверено 9 апреля 2017 года .
- Берд, П. (2003). «Обновленная цифровая модель границ плит». Геохимия, геофизика, геосистемы . 4 (3): 1027. Bibcode : 2003GGG ..... 4.1027B . CiteSeerX 10.1.1.695.1640 . DOI : 10.1029 / 2001GC000252 .
- Contreras-Reyes, E .; Grevemeyer, I .; Ватт, АБ; Flueh, ER; Peirce, C .; Moeller, S .; Папенберг, К. (2011). «Глубинная сейсмическая структура зоны субдукции Тонги: последствия для гидратации мантии, тектонической эрозии и дугового магматизма». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 116 (B10): B10103. Bibcode : 2011JGRB..11610103C . CiteSeerX 10.1.1.725.500 . DOI : 10.1029 / 2011JB008434 .
- Garcia-Castellanos, D .; Torne, M .; Фернандес, М. (2000). «Эффекты растяжения плиты из анализа изгиба траншей Тонга и Кермадек (Тихоокеанская плита)» (PDF) . Международный геофизический журнал . 141 (2): 479–484. Bibcode : 2000GeoJI.141..479G . DOI : 10.1046 / j.1365-246x.2000.00096.x . Проверено 9 апреля 2017 года .
- Немецкий, CR; Бейкер, штат Восточный; Коннелли, Д.П .; Lupton, JE; Resing, J .; Prien, RD; Уокер, SL; Эдмондс, HN; Ленгмюр, Швейц. (2006). «Гидротермальные исследования рифта и центра спрединга Фонуалей и центра спрединга на северо-востоке Лау». Геохимия, геофизика, геосистемы . 7 (11): Q11022. Bibcode : 2006GGG ..... 711022G . CiteSeerX 10.1.1.846.412 . DOI : 10.1029 / 2006GC001324 .
- Ферлонг, RR; Уолквист, EJ (1999). «Космические миссии США с использованием радиоизотопных систем питания» (PDF) . Ядерные новости . 42 : 26–35 . Проверено 9 апреля 2017 года .
- Hill, PJ; Гласби, GP (1996). «Подводная гора Козерог - геология и геофизика погружающегося гайота». В Мейлане, Массачусетс; Гласби, GP (ред.). Плато Манихики, подводные горы Макиас и Козерог, Ниуэ и желоб Тофуа: результаты круизов Туи (PDF) . Технический бюллетень SOPAC (отчет). 10 . С. 17–29. Архивировано из оригинального (PDF) на 2017-04-15 . Проверено 14 апреля 2017 года .
- Leduc, D .; Роуден, АА; Glud, RN; Венцхёфер, Ф .; Kitazato, H .; Кларк, MR (2016). «Сравнение инфаунальных сообществ глубокого дна и края желоба Тонга: возможные последствия различий в поставках органического вещества» (PDF) . Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers . 116 : 264–275. Bibcode : 2016DSRI..116..264L . DOI : 10.1016 / j.dsr.2015.11.003 . Проверено 17 апреля 2017 года .
-
Peirce, C .; Уоттс, Т. (2010). "Постдокторанты в области морской геофизики и другие подробности". Даремский университет / Оксфордский университет. CiteSeerX 10.1.1.619.2915 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - Richards, S .; Holm, R .; Барбер, Г. (2011). «Когда плиты сталкиваются: тектоническая оценка глубоких землетрясений в регионе Тонга-Вануату» . Геология . 39 (8): 787–790. Bibcode : 2011Geo .... 39..787R . DOI : 10.1130 / G31937.1 . Проверено 24 декабря +2016 .
- Смит, И. Е.; Прайс, RC (2006). «Дуга Тонга – Кермадек и задуговая система Гавр – Лау: их роль в разработке тектонических и магматических моделей для западной части Тихого океана» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 156 (3): 315–331. Bibcode : 2006JVGR..156..315S . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2006.03.006 . Проверено 19 марта 2017 года .
- Смит, И. Е.; Уортингтон, штат Техас; Стюарт, РБ; Цена, RC; Гэмбл, Дж. А. (2003). «Фельзический вулканизм в дуге Кермадек, юго-запад Тихого океана: переработка земной коры в океанической обстановке». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 219 (1): 99–118. Bibcode : 2003GSLSP.219 ... 99S . CiteSeerX 10.1.1.972.7814 . DOI : 10.1144 / GSL.SP.2003.219.01.05 . S2CID 140676351 .
- Стратфорд, В .; Peirce, C .; Paulatto, M .; Funnell, M .; Ваттс, АБ; Grevemeyer, I .; Бассетт, Д. (2015). «Сейсмическая скоростная структура и деформация из-за столкновения хребта Луисвилл с желобом Тонга-Кермадек» (PDF) . Международный геофизический журнал . 200 (3): 1503–1522. Bibcode : 2015GeoJI.200.1503S . DOI : 10,1093 / gji / ggu475 . Архивировано из оригинального (PDF) 26 октября 2015 года . Проверено 16 апреля 2017 года .
- Timm, C .; Bassett, D .; Грэм, Эй Джей; Лейбурн, Мичиган; Де Ронд, CE; Woodhead, J .; Layton-Matthews, D .; Уоттс, AB (2013). «Субдукция подводной горы Луисвилля и ее влияние на мантийный поток под центральной дугой Тонга – Кермадек» (PDF) . Nature Communications . 4 : 1720. Bibcode : 2013NatCo ... 4.1720T . DOI : 10.1038 / ncomms2702 . PMID 23591887 . Проверено 19 марта 2017 года .
- Уортингтон, Тим Дж .; Хекиниан, Роджер; Стофферс, Питер; Кун, Томас; Hauff, Folkmar (30 мая 2006 г.). «Желоб Осборна: структура, геохимия и значение палеораспространенного хребта среднего мела в южной части Тихого океана» . Письма о Земле и планетологии . 245 (3–4): 685–701. Bibcode : 2006E и PSL.245..685W . DOI : 10.1016 / j.epsl.2006.03.018 . Проверено 17 декабря +2016 .
- Райт, диджей; Bloomer, SH; МакЛауд, CJ; Taylor, B .; Гудлифф, AM (2000). «Батиметрия желоба Тонга и Преддуги: серия карт» (PDF) . Морские геофизические исследования . 21 (5): 489–512. Bibcode : 2000MarGR..21..489W . DOI : 10,1023 / A: 1026514914220 . S2CID 6072675 . Проверено 9 апреля 2017 года .
Координаты : 22 ° 56′41 ″ ю.ш. 174 ° 43′59 ″ з.д. / 22,94472 ° ю.ш. 174,73306 ° з.д.