Субдукция

Японско-Курило-Камчатская зона субдукции с цветовой шкалой глубин сейсмических очагов

Субдукция (лат. sub - под, ductio - ведение) одна из двух основных форм конвергентного взаимодействия литосферных плит Субдукция развивается при взаимодействии континентальной и океанской литосфер либо двух океанских литосферных плит. Первый тип субдукции соответственно называется окраинно-материковым, второй - океанским (марианским). На границе столкновения более тяжёлая литосферная плита (таковой в обеих случаях является океанская) уходит под континентальную плиту и погружается в астеносферу. Большинство современных зон субдукции приурочено к периферии Тихого океана; также процессы субдукции происходят в Средиземном море, в восточной части Индийского океана и в центральной части Атлантического океана.

Проявление субдукции

Сейсмофокальная зона

Субдукция в Курило-Камчатской сейсмофокальной зоне (направление субдукции обозначено стрелкой). Показана дегидратация водосодержащих менералов (в двух ярко-выраженных зонах) в субдуцирующей плите, приводящая к плавлению мантийного клина и, соответственно, магмообразованию (по Г.Авдейко и др, 1991).

Область, в которой происходит конвергентное взаимодействие литосферных океанических и континентальной плит, называется зоной субдукции. Общим проявлением процесса субдукции являются приуроченные к зоне субдукции сейсмофокальные зоны - обширные зоны в литосфере Земли, являющиеся очагами напряжения, тектонической и магматической активности. Существование первой сейсмофокальной зоны вдоль Японских островов было установлено К.Вадати в 30-х годах. Крупный вклад в теорию сейсмофокальных зон внёс Х.Беньоф, в честь которого сейсмофокальные зоны наываются "зонами Беньофа"

Сейсмофокальные зоны могут простираться на тысячи км. Крупнейшая - Андская - имеет длину ок. 8 тыс. км. Глубинность сейсмофокальной зоны неравномерна, максимальная глубинность определяется максимальной глубиной очагов тектонической активности в ней и зависит главным образом от зрелости субдуцирующей литосферы. Она изменяется от 100 км в случае молодой плиты до 600 - 800 км. в случае с древней плитой. Глубочайшими являются сейсмофокальные зоны Марианская, Тонга, Кермадек. Важным фактором, определяющим глубинность, является скорость субдукции. При высокой скорости субдукции (~10 см/г) молодая литосфера способна сохранять сейсмичность на глубине до 600 км. В ряде случаев, характеризующихся крайне медленной скоростью молодой субдуцирующей плиты сейсмофокальная зона может быть слабо выраженной (например, в области субдукции у Каскадных гор, где погружается плита возрастом 2 - 8 млн. лет со скоростью 3.5 см/г.)

Сейсмофокальные зоны ориентированы наклонно, под более молодую океанскую плиту. Решения фокального механизма позволяют определить главные оси напряжения сейсмофокальных зон. Очаги землетрясений в сейсмофокальной зоне распределены неравномерно. Максимальное количество очагов расположено в верхних слоях земной коры, глубинные зоны имеют также пояс очагов на глубине 450 - 600 км.

Глубоководный жёлоб

В рельефе Земли конвергентная граница взаимодействия плит выражена глубоководными жёлобами - протяжёнными (до тысяч км)узкими (50 - 100 км) глубоководными впадинами, в которых глубины океанские глубины достигают максимального значения. Глубина жёлоба, как и сейсмофокальной области, зависит от возрасти и скорости субдуцирующей плиты. Развитие глубины жёлоба, связанное с процессом субдукции, ослабляется интенсивным осадконакоплением.

Тектоническая и магматическая деятельность

Взаимодействие литосферных плит при субдукции сопровождается тектоническими деформациями. На субдуцирующей океанической плите, вблизи океанического борта жёлоба, образуется система сбросов и грабенов, выражающие растяжение океанической литосферы в связи с её упругим изгибом перед началом субдукции. На большем расстоянии (в сотнях км от конвергентной границы) на участках субдукции с максимальным напряжением, образуются мощные взбросы, переходящие в надвиги.

Развитие субдукции

Субдуцирующая плита погружается в астеносферу и доходит до границы верхней и нижней мантий, проходящей на глубине около 670 км. Дальнейшее движение плиты может быть горизонтальным, вдоль границы, либо плита, (большинство случаев), сохраняя наклонное положение, продолжит движение вниз и достигает глубины 1000 - 1300 км, на которой растворяется в нижней мантии. В уникальных случаях плита способна достигать ядра Земли. Таким примером является сверхглубокое погружение Тихоокеанской плиты (субдуцирующей под Северо-Американскую), установленное в начале 90-х гг.

А-субдукция

(Альпинотипная субдукция) — конвергентное взаимодействие двух континентальных литосферных плит, обладающих низкой плотностью и большой мощностью, в результате чего происходит расслаивание верхней части литосферы, в ходе которого происходят надвиги пластин континентальной коры. Общий процесс взаимодействия двух континентальных плит называется коллизией