Плита Скотия ( исп . Placa Scotia ) — небольшая тектоническая плита на границе Южной Атлантики и Южного океана. Считается, что она образовалась в раннем эоцене с открытием пролива Дрейка , разделяющего Антарктиду и Южную Америку. [2] Это небольшая плита, движение которой в значительной степени контролируется двумя основными плитами, которые ее окружают: Антарктической плитой и Южно-Американской плитой . [3] Плита Скотия получила свое название от паровой яхты Scotia Шотландской национальной антарктической экспедиции (1902–04), экспедиции, которая провела первое батиметрическое исследование региона. [4]
Грубо ромбовидная, простирающаяся между 50°S 70°W / 50°S 70°W / -50; -70 и 63°S 20°W / 63°S 20°W / -63; -20 , плита имеет ширину 800 км (500 миль) и длину 3000 км (1900 миль). Она движется на ЗЮЗ со скоростью 2,2 см (0,87 дюйма)/год, а Южная Сандвичева плита движется на восток со скоростью 5,5 см (2,2 дюйма)/год в абсолютной системе отсчета. [5] Ее границы определяются хребтом Восточный Скотия, хребтом Северный Скотия, хребтом Южный Скотия и зоной разлома Шеклтона . [6]
Плита Скотия состоит из океанической коры и континентальных фрагментов , которые сейчас распределены вокруг моря Скотия . До того, как формирование плиты началось 40 миллионов лет назад (40 млн лет назад), эти фрагменты образовывали непрерывный массив суши от Патагонии до Антарктического полуострова вдоль активной границы субдукции. [5] В настоящее время плита почти полностью погружена под воду, за исключением лишь небольшого острова Южная Георгия на ее северо-восточном краю и южной оконечности Южной Америки. [7]
Вместе с Сандвичевой плитой плита Скотия соединяет самые южные Анды с Антарктическим полуостровом, точно так же, как Карибская плита соединяет самые северные Анды с Северной Америкой, и эти две плиты сопоставимы в нескольких отношениях. Обе имеют вулканические дуги на своих восточных концах, Южные Сандвичевы острова на Сандвичевой плите и Малые Антильские острова на Карибской плите, и обе плиты также оказали большое влияние на глобальный климат, когда они закрыли два основных шлюза между Тихим и Атлантическим океанами во время мезозоя и кайнозоя . [4]
Северный край плиты Скотия ограничен Южно-Американской плитой, образуя хребет Северный Скотия. Хребет Северный Скотия является левосторонней или левосторонней трансформной границей со скоростью трансформации примерно 7,1 мм/год. [8] Разлом Магеллана -Фаньяно проходит через Огненную Землю .
Северный хребет тянется от Исла-де-лос- Эстадос у Огненной Земли на западе до микроконтинента Южная Георгия на востоке, с серией мелководных отмелей между ними: Бердвуд , Дэвис, Баркер и Шаг Рокс . К северу от хребта находится Фолклендский прогиб глубиной 3 км (1,9 мили). [9]
Эксперты по тектонике плит не смогли определить, являются ли острова Южной Георгии частью плиты Скотия или были недавно присоединены к Южно-Американской плите. Поверхностные проявления границы плиты обнаружены к северу от островов, что предполагает долгосрочное присутствие там трансформного разлома. Тем не менее, сейсмические исследования выявили напряжение и надвиг к югу от островов, указывающие на возможное смещение трансформного разлома в область к югу от острова. Также было высказано предположение, что плита, несущая острова, могла отколоться от плиты Скотия, образовав новую независимую микроплиту Южной Георгии, однако для такого вывода мало доказательств. [10]
Микроконтинент Южная Георгия изначально был соединен с задуговым бассейном Рока Вердес (самая южная часть Огненной Земли ) до эоцена . До этого этот бассейн претерпел ряд геологических преобразований в меловом периоде , в результате которых Южная Георгия сначала была погребена, а затем снова стала топографической особенностью в позднем меловом периоде. Примерно 45 млн лет назад Южная Георгия, все еще часть Южно-Американской плиты , снова была погребена, и что-то, возможно, вращение Огненных Анд, завершило распад и позволило Южной Георгии снова выйти на поверхность . В олигоцене (34–23 млн лет назад) Южная Георгия снова была погребена, поскольку в море Западная Скотия произошло расширение морского дна. Наконец, 10 млн лет назад микроконтинент Южная Георгия был поднят в результате столкновения с поднятием Северо-Восточной Джорджии . [11]
Южный край плиты граничит с Антарктической плитой, образуя хребет Южный Скотия, левостороннюю трансформную границу, скользящую со скоростью примерно 7,4–9,5 мм/год, которая занимает южную половину границы плит Антарктида-Скотия. [8] Относительное движение между плитой Скотия и Антарктической плитой на западной границе составляет 7,5–8,7 мм/год. [8] Хотя хребет Южный Скотия в целом является трансформным разломом, небольшие участки хребта расширяются, чтобы компенсировать несколько неровную форму границы. [7]
На восточной оконечности Антарктического полуострова , в начале хребта Южный Скотия, небольшой и сильно расчлененный берег переходит в несколько выходов, в которых преобладают палеозойские и меловые породы. Небольшой бассейн, бассейн Пауэл, отделяет этот кластер от микроконтинента Южные Оркнейские острова , состоящего из триасовых и более молодых пород.
Восточным продолжением хребта, дугой Скотия к востоку от Южно-Сандвичевой плиты , являются Южно-Сандвичева островная дуга и желоб . Эта вулканически активная островная дуга имеет погруженных предков в банках Джейн и Дискавери в южном хребте. [9]
Западный край плиты ограничен Антарктической плитой, образуя зону разлома Шеклтона и южную часть Чилийского желоба . Южный Чилийский желоб является южным продолжением субдукции Антарктической и Наской плит под Южную Америку. Направляясь на юг вдоль хребта, скорость субдукции уменьшается, пока ее остаточное наклонное движение не перейдет в трансформную границу зоны разлома Шеклтона. Юго-западный край плиты ограничен Шетландской микроплитой, разделяющей зону разлома Шеклтона и хребет Южный Скотия. [7]
К северу от Южных Шетландских островов и вдоль южной половины зоны разлома Шеклтона находится остаток плиты Феникс (также известной как плита Дрейка или Алук). Около 47 млн лет назад началась субдукция плиты Феникс, поскольку продолжалось распространение Тихоокеанско -Антарктического хребта . Последнее столкновение между сегментами хребта Феникс и зоной субдукции произошло 6,5 млн лет назад, а 3,3 млн лет назад движения прекратились, и остатки плиты Феникс были включены в Антарктическую плиту. Южная часть зоны разлома Шеклтона является бывшим восточным краем плиты Феникс. [12]
Восточный край плиты Скотия представляет собой спрединговый хребет, ограниченный микроплитой Южных Сандвичевых островов , образуя хребет Восточный Скотия. [13] Хребет Восточный Скотия представляет собой задуговой спрединговый хребет , который образовался в результате субдукции Южно-Американской плиты под плиту Южных Сандвичевых островов вдоль дуги Южных Сандвичевых островов. Точные скорости спрединга все еще обсуждаются в литературе, но было согласовано, что скорости колеблются от 60 до 90 мм/год. [14]
Берега северной части Центрального моря Скотия наложены на океаническое основание и центр спрединга Западного моря Скотия. Анализ образцов вулканокластических пород из этих мест показывает, что они являются конструкциями континентальной дуги и в некоторых случаях океанической дуги, подобной тем, которые формируются в ныне активной Южно-Сандвичевой дуге. Самая старая активность вулканической дуги в центральных и восточных районах моря Скотия имеет возраст 28,5 млн лет. Южно-Сандвичева форарк возникла в Центральном море Скотия в то время, но с тех пор была перемещена на восток задуговым центром спрединга Восточно-Скотийского хребта. [15]
Одной из самых выдающихся особенностей самой плиты Скотия является срединная долина, известная как хребет Западный Скотия. Она была создана двумя плитами, которые больше не являются независимо активными: плитами Магелланов и Центральной Скотия, поэтому является потухшим центром спрединга. [16] Хребет состоит из семи сегментов, разделенных правосторонними трансформными разломами различной длины. [16] Западный регион плиты Скотия можно датировать возрастом 26–5,5 млн лет, что предполагает, что спрединг был активным до того, как спрединг полностью перешел на хребет Восточный Скотия примерно 6 млн лет назад. [16] Предполагалось, что прекращение спрединга произошло там, где сегмент W7 соединяется с хребтом Северный Скотия. [16] Однако было обнаружено, что базальтовая лава, отобранная с восточной стороны сегмента W7, имеет возраст от 93 до 137 миллионов лет, а геохимия дугообразных базальтов предполагает, что спрединг морского дна на самом деле не происходил в самом сегменте W7. [17] Это привело к предположению, что сегмент W7 представляет собой опущенный блок хребта Северный Скотия континентальной окраины Огненных Анд или потенциально связан с предполагаемым меловым морем Центральный Скотия. [17]
Время формирования плиты Скотия и открытия пролива Дрейка долгое время было предметом многочисленных споров из-за важных последствий для изменений в океанических течениях и сдвигов в палеоклимате . Тепловая изоляция Антарктиды , вызвавшая формирование антарктического ледяного щита , в значительной степени приписывалась открытию пролива Дрейка. [18]
Плита Скотия возникла около 80 миллионов лет назад (млн лет назад), в позднем мезозое на панталассовых окраинах суперконтинента Гондвана между двумя докембрийскими кратонами, кратонами Калахари и Восточно-Антарктическими кратонами , которые сейчас находятся в Африке и Антарктиде. На ее развитие также оказал влияние кратон Рио-де-ла-Плата в Южной Америке. Первоначальной причиной ее формирования был распад Гондваны в том, что стало юго-западной частью Индийского океана. [4]
Самые ранние морские окаменелости, найденные на отмели Мориса Юинга, на восточной оконечности Фолклендского плато, связаны с Индийским океаном и океаном Тетис и, вероятно, немного более 150 млн лет назад. Море Уэдделла открылось и распространилось вдоль южной окраины Фолклендского плато и в задуговой бассейн Рокас-Вердес, который простирается от Южной Георгии и вдоль Патагонских Анд. Фрагменты перевернутого океанического фундамента этого бассейна сохранились в виде офиолитовых комплексов в этой области, включая комплекс Ларсен-Харбор на Южной Георгии. Это позволяет восстановить первоначальное положение микроконтинента Южная Георгия к югу от отмели Бердвуд на западе хребта Северный Скотия к югу от Фолклендских островов. [19]
Бассейн Рокас-Вердес был заполнен турбидитами, образовавшимися из вулканической дуги на его тихоокеанской окраине и частично с его континентальной окраины. Море Уэдделла продолжало расширяться, что привело к расширению между Патагонскими Андами и Антарктическим полуостровом. В среднем мелу (100 млн лет назад) скорость спрединга в Южной Атлантике значительно возросла, и Срединно-Атлантический хребет вырос с 1200 км до 7000 км. Это привело к компрессионным деформациям вдоль западной окраины Южно-Американской плиты и надвиганию фундамента Рокас-Вердес на эту окраину. Структуры, связанные с этим надвиганием, обнаружены от Огненной Земли до Южной Георгии. [20] Ускорение движения Южной Америки на запад и инверсия бассейна Рокас-Верде в конечном итоге привели к зарождению дуги Скотия. Эта инверсия имела сдвиговую составляющую, которую можно увидеть в дислокации залива Купера на Южной Георгии. Этот геологический режим привел к поднятию и удлинению Анд и зарождению хребта Северный Скотия, что привело к первоначальному перемещению микроконтинента Южная Георгия на восток и образованию Центрального моря Скотия. [21]
Между поздним мелом и ранним олигоценом (90–30 млн лет назад) в регионе мало что изменилось, за исключением субдукции плиты Феникс вдоль зоны разлома Шеклтона. В позднем палеоцене и раннем эоцене (60–50 млн лет назад) образовались Южное море Скотия и хребет Южный Скотия — первый признак разделения южных Анд и Антарктического полуострова — что привело к распространению морского дна в Западном море Скотия и, следовательно, к первоначальному открытию глубокого пролива Дрейка. Продолжающееся удлинение хребта Северный Скотия за пределами банки Бердвуд заставило Южную Георгию сместиться дальше на восток. Берега хребта Северный Скотия содержат вулканические породы, похожие на те, что обнаружены на Огненной Земле, в том числе на острове Исла-де-лос-Эстадос на самой восточной оконечности. [22]
В раннем эоцене (50 млн лет назад) пролив Дрейка между южной оконечностью Южной Америки у мыса Горн и Южными Шетландскими островами Антарктиды был небольшим отверстием с ограниченной циркуляцией. Изменение относительного движения между Южно-Американской плитой и Антарктической плитой имело бы серьезные последствия, вызвав спрединг морского дна и образование плиты Скотия. [23] Морские геофизические данные указывают на то, что движение между Южно-Американской плитой и Антарктической плитой сместилось с севера на запад-северо-восток, что сопровождалось восьмикратным увеличением скорости разделения. Этот сдвиг в спрединге инициировал истончение земной коры, и к 30–34 млн лет назад образовался хребет Западный Скотия. [24]
Сложная картина спрединга до 26 млн лет, вероятно, присутствует в самых старых частях этого режима спрединга; то есть к западу от возвышенности Террор (к северу от острова Элефант ) и на шельфовом склоне Огненной Земли. До 17 млн лет Центральная плита Скотия быстро двигалась на восток, подпитываемая миграцией восточной впадины, но обе плиты с тех пор двигались очень медленно. [25]
57°Ю 46°З / 57°Ю 46°З / -57; -46