In der Geologie ist subduction der Prozess, der an konvergenten Grenzen stattfindet, durch den sich tektonischer Teller unter einem anderen tektonischen Teller bewegt, in den Mantel der Erde sinkend, weil die Teller zusammenlaufen. Diese Gebiete sind als "Subduction Zonen" bekannt. Eine subduction Zone ist ein Gebiet auf der Erde, wo zwei tektonische Teller an einander herangehen und man unter dem anderen gleitet. Raten von subduction werden normalerweise in Zentimeter pro Jahr mit der durchschnittlichen Rate der Konvergenz gemessen, die etwa 2 bis 8 Zentimeter pro Jahr ist (über die Rate, die ein Fingernagel anbaut).

Teller können entweder von ozeanischem lithosphere oder von kontinentalem lithosphere gebildet werden. Stabile subduction Zonen schließen einen ozeanischen Teller ein, der entweder unter einem Kontinentalteller oder unter einem anderen ozeanischen Teller gleitet (d. h. der subducted Teller ist immer ozeanisch, während der subducting Teller kann oder nicht ozeanisch sein kann). Zonen von Subduction werden häufig für ihre hohen Raten von volcanism, Erdbeben und Berggebäude bemerkt. Kontinentalkollision resultiert, wo ein Kontinentalteller subducted ist.

Orogenesis oder Berggebäude, kommt vor, wenn große Stücke des Materials auf dem subducting Teller (wie Inselkreisbogen) in den überwiegenden Teller gedrückt werden. Diese Gebiete sind vielen Erdbeben unterworfen, die durch die Wechselwirkungen zwischen der subducting Platte und dem Mantel, den Vulkanen verursacht werden, und (wenn anwendbar), hat sich das Berggebäude auf Inselkreisbogen-Kollisionen bezogen.

Allgemeine Beschreibung

Zonen von Subduction kennzeichnen Seiten von convective downwelling vom lithosphere der Erde (die Kruste plus der spröde Spitzenteil des oberen Mantels). Zonen von Subduction bestehen an konvergenten Teller-Grenzen, wo ein Teller von ozeanischem lithosphere mit einem anderen Teller zusammenläuft. Die unten gehende Platte - der subducting Teller — wird durch das Blei des anderen Tellers überritten. Die Platte sinkt in einem Winkel von etwa 25 bis 45 Graden zur Oberfläche der Erde. An einer Tiefe von etwa 80-120 km wird der Basalt der ozeanischen Platte zu genanntem eclogite eines metamorphen Felsens umgewandelt. An diesem Punkt nimmt die Dichte des ozeanischen lithosphere zu, und es wird in den Mantel durch den downwelling convective Ströme getragen. Es ist an subduction Zonen, dass der lithosphere der Erde, ozeanische Kruste, sedimentäre Schichten und etwas gefangenes Wasser in den tiefen Mantel wiederverwandt werden. Erde ist der einzige Planet, wo, wie man bekannt, subduction vorkommt. Ohne subduction konnte Teller-Tektonik nicht bestehen.

Zonen von Subduction tauchen unten in den Mantel unten 55,000 km konvergenter Teller-Ränder (Lallemand, 1999), fast gleich den kumulativen 60,000 km der Mitte Ozeankämme. Zonen von Subduction graben sich tief ein, aber werden unvollständig getarnt, und wir können Geophysik und Geochemie verwenden, um sie zu studieren. Nicht überraschend sind die seichtesten Teile von subduction Zonen am besten bekannt. Zonen von Subduction sind für die ersten mehreren hundert Kilometer ihres Abstiegs stark asymmetrisch. Sie fangen an, an ozeanischen Gräben hinunterzugehen. Ihre Abstiege werden durch aufgelegte Zonen von Erdbeben gekennzeichnet, die weg vom Graben unter den Vulkanen eintauchen und unten zu den 660 km Diskontinuität erweitern. Zonen von Subduction werden durch die aufgelegte Reihe von Erdbeben definiert, die als die "Zone von Wadati-Benioff" nach den zwei Wissenschaftlern bekannt sind, die zuerst diesen kennzeichnenden Aspekt identifiziert haben. Zonenerdbeben von Subduction kommen an enorm größeren Tiefen vor als anderswohin auf der Erde, wo seismicity auf die äußersten 20 km der festen Erde beschränkt wird.

Der subducting Basalt und Bodensatz sind normalerweise an wasserhaltigen Mineralen und Tönen reich. Während des Übergangs von Basalt bis eclogite brechen diese wasserhaltigen Materialien zusammen, reichliche Mengen von Wasser erzeugend, das an solchem großem Druck und Temperatur als eine superkritische Flüssigkeit besteht. Das superkritische Wasser, das heiß und mehr schwimmend ist als der Umgebungsfelsen, erhebt sich in den liegenden Mantel, wo es den Druck in (und so die schmelzende Temperatur) der Mantel-Felsen zum Punkt des wirklichen Schmelzens senkt, Magma erzeugend. Diese Magmen erheben sich abwechselnd, weil sie weniger dicht sind als die Felsen des Mantels. Diese Mantel-abgeleiteten Magmen (die in der Zusammensetzung basaltisch sind) können fortsetzen, sich schließlich zur Oberfläche der Erde zu erheben, auf einen vulkanischen Ausbruch hinauslaufend. Die chemische Zusammensetzung der ausbrechenden Lava hängt vom Grad ab, zu dem der Mantel-abgeleitete Basalt (a) aufeinander wirkt (schmilzt) die Kruste der Erde, und/oder (b) erlebt Bruchkristallisierung.

Über subduction Zonen bestehen Vulkane in genannten vulkanischen Kreisbogen der langen Ketten. Vulkane, die entlang Kreisbogen bestehen, neigen dazu, gefährliche Ausbrüche zu erzeugen, weil sie an Wasser (von der Platte und den Bodensätzen) reich sind und dazu neigen, äußerst explosiv zu sein. Krakatoa, Nevado del Ruiz und Gestell Vesuv sind alle Beispiele von Kreisbogen-Vulkanen. Wie man auch bekannt, werden Kreisbogen mit Edelmetallen wie Gold vereinigt, Silber und Kupfer - wieder geglaubt, durch Wasser getragen und in und um ihre Gastgeber-Vulkane im Felsen konzentriert zu werden, haben "Erz" genannt.

Subduction ergibt sich aus Konvektion im asthenosphere. Die Hitze vom Kern der Erde, die dem Mantel gegeben wird, verursacht den Mantel zu convect viel der Weg kochendes Wasser convects in einer Pfanne auf dem Ofen. Der heiße Mantel an der Kernmantel-Grenze erhebt sich, während kühler Mantel sinkt, Konvektionszellen veranlassend, sich zu formen. An Punkten, wo sich das zwei Bewegen nach unten convecting Zellen (das kalte Mantel-Sinken), [subduction, nicht treffen, kann Konvektion] vorkommen, die ozeanische Kruste entweder unter Kontinenten oder unter anderer ozeanischer Kruste zwingend. Kontinentalkruste neigt dazu, ozeanische Kruste zu überreiten, weil es aus dem weniger dichten Granit im Vergleich zum Basalt der ozeanischen Kruste besteht.

Theorie über den Ursprung

Obwohl der Prozess von subduction, wie es heute vorkommt, ziemlich gut verstanden wird, bleibt sein Ursprung eine Sache von der Diskussion und andauernden Studie. Ein neuer Vortrag von V.L. Hansen in der Geologie hat eine Hypothese präsentiert, dass Mantel upwelling und ähnliche Thermalprozesse, die mit einem Einfluss von einer außerirdischen Quelle verbunden sind, der frühen Erde die Diskontinuitäten in der Kruste für den subduction des dichteren Materials unter dem leichteren Material geben würden.

Ein Modell der Einleitung von subduction, der auf dem analytischen und analogen Modellieren gestützt ist, wagt, dass der Unterschied der Dichte zwischen zwei angrenzenden lithopsheric Platten genügend ist, um zur Einleitung von subduction zu führen. Der analytische Teil des Modells zeigt, dass, wo zwei lithospheric Platten von verschiedenen Dichten ein neben dem anderen eingestellt werden, maximales Differenzial lithostatic Druck an der Basis der dichteren zur leichteren geleiteten Platte vorkommen würde. Die resultierende Beanspruchung würde zur Folge der Kontakt-Zone zwischen den Platten führen, um zur leichteren Platte einzutauchen, und das kurze Bad, würde bis ausgeglichen, entlang der Kontakt-Zone reduziert würde ermöglicht. Die Rahmen, die die Folge der Kontakt-Zone beschränken, sind als "Argand Zahlen" bekannt. Analoge auf diesem Konzept gestützte Experimente wurden mit einer Zentrifuge mit einem leichteren und dichteren spröden und hämmerbaren "lithosphere" ausgeführt, der auf noch dichterem "asthenosphere" schwimmt. Die analogen Experimente haben darauf hingewiesen, dass die Einleitung von subduction mit dem Durchdringen je dichterer hämmerbarer "lithosphere" unter seinem leichteren Kollegen angefangen hat. Folglich, desto leichter "lithosphere" emporgehoben wurde, dann auf der dichteren Platte zusammengebrochen ist, die Last an seinem Rand vergrößernd und die dichtere Folge weiter unter der leichteren Platte steuernd. Es wurde weiter gewagt, dass sobald der dichtere "lithosphere" unter dem leichteren gesetzt wurde, hat es Konvertierung zu eclogite erlebt, der seine Dichte vergrößert hat und es zum Subkanal in den "asthenosphere" gesteuert hat. Die Rate dieses Teils des Subduction-Prozesses wurde durch die Reibung bestimmt. Die Verminderung der Plattenreibung in der Natur konnte sich aus serpentinization und anderen wasserzusammenhängenden Prozessen ergeben. Geophysicist Don L. Anderson hat Hypothese aufgestellt, dass Teller-Tektonik ohne das Kalzium-Karbonat nicht geschehen konnte, das durch Wesen an den Rändern von subduction Zonen aufgestellt ist. Das massive Gewicht dieser Bodensätze konnte die zu Grunde liegenden Felsen weich machen, sie biegsam genug machend, um einzutauchen.

Effekten

Vulkanische Tätigkeit

Vulkane, die über subduction Zonen, wie Gestell St. Helens und Gestell Fuji vorkommen, liegen an ~ 100 km vom Graben in bogenförmigen Ketten, folglich der Begriff vulkanischer Kreisbogen. Zwei Arten von Kreisbogen werden allgemein auf der Erde beobachtet: Inselkreisbogen, die sich auf ozeanischem lithosphere, wie die Mariana oder die Kreisbogen der Insel Tonga oder der Kontinentalkreisbogen geformt haben, der sich auf dem Kontinent wie der Vulkanische Kaskadekreisbogen geformt hat. Inselkreisbogen werden durch den subduction von ozeanischem lithosphere unter einem anderen ozeanischen lithosphere erzeugt (ozeanischer subduction), während sich Kontinentalkreisbogen während subduction von ozeanischem lithosphere unter einem kontinentalen lithosphere geformt haben.

Der Kreisbogen magmatism kommt 100-200 km weg vom Graben und ~ 100 km von der subducting Platte vor. Diese Tiefe der Kreisbogen-Magma-Generation ist die Folge der Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten, die von der subducting Platte und dem Kreisbogen-Mantel-Keil veröffentlicht sind, der heiß genug ist, um das wasserhaltige Schmelzen zu erzeugen. Kreisbogen erzeugen ungefähr 25 % des Gesamtvolumens des Magmas erzeugt jedes Jahr auf der Erde (~30-35 km ³) viel weniger als das Volumen, das an der Mitte Ozeankämme erzeugt ist, und sie tragen zur Bildung der neuen Kontinentalkruste bei. Kreisbogen volcanism hat den größten Einfluss auf Menschen, weil viele Kreisbogen-Vulkane über dem Meeresspiegel liegen und gewaltsam ausbrechen. Aerosole, die in die Stratosphäre während gewaltsamer Ausbrüche eingespritzt sind, können das schnelle Abkühlen des Klimas der Erde verursachen und Luftreisen betreffen.

Erdbeben und Tsunamis

Die Beanspruchungen, die durch die Teller-Konvergenz in subduction Zonen verursacht sind, verursachen mindestens drei verschiedene Typen von Erdbeben. Erdbeben pflanzen hauptsächlich in der Kälte subducting Platte fort und definieren die Zone von Wadati-Benioff. Seismicity zeigt, dass die Platte zum oberen Mantel - niedrigere Mantel-Grenze (~ 600 km Tiefe) ausfindig gemacht werden kann.

Neun aus den zehn größten Erdbeben, um in den letzten 100 Jahren vorzukommen, waren subduction Zonenereignisse. Das schließt 1960 Großes chilenisches Erdbeben ein, das an der M 9.5 das größte Erdbeben jemals registriert, 2004 Erdbeben von Indischem Ozean und Tsunami, und das Tōhoku 2011-Erdbeben und der Tsunami war. Der subduction der kalten ozeanischen Kruste in den Mantel drückt den lokalen geothermischen Anstieg nieder und veranlasst einen größeren Teil der Erde, auf eine sprödere Mode zu deformieren, als es in einer normalen geothermischen Anstieg-Einstellung würde. Weil Erdbeben nur vorkommen können, wenn ein Felsen auf eine spröde Mode deformiert, subduction Zonen kann große Erdbeben schaffen. Wenn solch ein Erdbeben schnelle Deformierung des Meeresbodens verursacht, gibt es Potenzial für Tsunamis wie das Erdbeben, das durch subduction des Indo-australischen Tellers unter dem eurasischen Teller am 26. Dezember 2004 verursacht ist, der die Gebiete um den Indischen Ozean verwüstet hat. Kleine Beben, die kleine, nichtzerstörende Tsunamis schaffen, kommen oft vor.

Außenanstieg-Erdbeben kommen vor, wenn normale Schulden oceanward der subduction Zone durch flexture des Tellers aktiviert werden, weil es sich in die subduction Zone biegt. Das Erdbeben von Samoa von 2009 ist ein Beispiel dieses Typs des Ereignisses. Die Versetzung des durch dieses Ereignis verursachten Meeresbodens hat einen 6-M-Tsunami im nahe gelegenen Samoa erzeugt.

Anomal tiefe Ereignisse sind eine Eigenschaft von subduction Zonen, die die tiefsten Erdbeben auf dem Planeten erzeugen. Erdbeben werden allgemein auf die seichten, spröden Teile der Kruste, allgemein an Tiefen von weniger als 20 km eingeschränkt. Jedoch, in subduction Zonen, kommen Erdbeben an Tiefen so groß vor wie 700 km. Diese Erdbeben definieren geneigte Zonen von seismicity, der als Zonen von Wadati-Benioff nach den Wissenschaftlern bekannt ist, die sie entdeckt haben, die das Absteigen lithosphere verfolgen. Seismische Tomographie hat geholfen, subducted lithosphere in Gebieten zu entdecken, wo es keine Erdbeben gibt. Einige subducted Platten scheinen nicht im Stande zu sein, in die Hauptdiskontinuität im Mantel einzudringen, der an einer Tiefe von ungefähr 670 km liegt, wohingegen andere subducted ozeanische Teller den ganzen Weg zur Kernmantel-Grenze eindringen können. Die großen seismischen Diskontinuitäten im Mantel - an 410 und 670 km Tiefe - werden durch den Abstieg von kalten Platten in tiefen subduction Zonen gestört.

Orogeny

Teller von Subducting können Inselkreisbogen und Bodensätze zu konvergenten Rändern bringen. Dieses Material tut häufig nicht Subkanal mit dem Rest des Tellers, aber wird stattdessen zum Kontinent in der Form von exotischem terranes anwachsen lassen. Diese verursachen Crustal-Verdickung und Berggebäude.

Winkel von Subduction

Subduction kommt normalerweise in einem gemäßigt steilen Winkel direkt am Punkt der konvergenten Teller-Grenze vor. Jedoch, wie man bekannt, bestehen anomale seichtere Winkel von subduction ebenso einige äußerst steil.

• Flache Platte subduction (

</bezüglich> Während dieser Zeit ist eine breite vulkanische Lücke am südwestlichen Rand Nordamerikas erschienen, und Deformierung ist viel weiter landeinwärts vorgekommen; es war während dieser Zeit, dass die kellerentkernten Bergketten Colorados, Utahs, Wyomings, South Dakotas und New Mexicos entstanden sind.

• Steiler Winkel subduction (> 70 °): Kommt in subduction Zonen vor, wo die ozeanische Kruste und lithosphere der Erde alt und dick sind und deshalb Ausgelassenheit verloren haben. Zurzeit liegt das steilste Tauchen subduction Zone der Marianas Graben, wo auch die Erden älteste ozeanische Kruste (Alter von Jurassic) liegen, wenn sie ophiolites befreien. Steiler Winkel subduction ist im Gegensatz zur flachen Platte subduction vereinigt mit der Zurückkreisbogen-Erweiterung der Kruste, die vulkanische Kreisbogen macht, und Bruchstücke der Kontinentalkruste wandern weg von Kontinenten im Laufe geologischer Zeiten, ein Randmeer zurücklassend.

Wichtigkeit

Zonen von Subduction sind aus mehreren Gründen wichtig:

1. Subduction Zonenphysik: Das Sinken des ozeanischen lithosphere (Bodensätze + Kruste + Mantel), durch die Unähnlichkeit der Dichte zwischen dem kalten und alten lithosphere und dem heißen asthenospheric Mantel-Keil, ist die stärkste Kraft (aber nicht der einzige) musste Teller-Bewegung steuern und ist die dominierende Weise der Mantel-Konvektion.
2. Subduction Zonenchemie: Die subducted Bodensätze und Kruste dehydrieren und veröffentlichen wasserreiche (wässrige) Flüssigkeiten in den liegenden Mantel, das Mantel-Schmelzen und fractionation von Elementen zwischen tiefen und Oberflächenmantel-Reservoiren verursachend, Inselkreisbogen und Kontinentalkruste erzeugend.
3. Zonen von Subduction ziehen subducted ozeanische Bodensätze, ozeanische Kruste und Mantel lithosphere herunter, die mit dem heißen asthenospheric Mantel vom überwiegenden Teller aufeinander wirken, um calc-alkalische Reihe zu erzeugen, schmilzt Erzlager und Kontinentalkruste.

Zonen von Subduction sind auch als mögliche Verfügungsseiten für den radioaktiven Abfall betrachtet worden, in dem die Handlung von subduction selbst das Material in den planetarischen Mantel, sicher weg von jedem möglichen Einfluss auf die Menschheit oder die Oberflächenumgebung tragen würde. Jedoch wird diese Methode der Verfügung zurzeit durch das internationale Übereinkommen verboten. Außerdem wird Teller subduction Zonen mit sehr großen Megastoß-Erdbeben vereinigt, die Effekten auf das Verwenden jeder spezifischen Seite für die Verfügung unvorhersehbar und vielleicht nachteilig für die Sicherheit der langfristigen Verfügung machend.

Siehe auch

• Liste von tektonischen Teller-Wechselwirkungen
• Zurückkreisbogen-Waschschüssel
• Ozeanischer Graben
• Obduction
• Fenster Slab

Lallemand, S., La Subduction Oceanique, Gordon und Bruch, Newark, N. J., 1999.

Links

• Zeichentrickfilm einer subduction Zone.