stringtranslate.com

Распространяющийся раскол

Графическая геометрия распространяющегося разлома. Красная стрелка указывает направление распространения.

Распространяющийся рифт — это особенность морского дна , связанная с центрами спрединга в срединно-океанических хребтах и ​​задуговых бассейнах . [1] Они чаще наблюдаются в центрах спрединга с более высокой скоростью (50 мм/год или более). [2] Эти особенности образуются путем удлинения одного сегмента спрединга за счет смещения соседнего сегмента спрединга. [3] Следовательно, это остаточные особенности, образованные миграцией кончика центра спрединга. [4] [5] [6] Другими словами, по мере того, как кончик центра спрединга мигрирует или растет, сама плита растет за счет сжимающейся плиты, перемещая литосферу с сжимающейся плиты на растущую плиту. [7]

Терминология

Многие другие термины, которые использовались взаимозаменяемо с «распространяющимся рифтом», включают распространяющиеся хребты, [8] перемещение хребта, [9] мигрирующие хребты, [1] пропагаторы, [3] подъемные скачки [6] и подъемные скачки. [7] Хотя все они относятся к одним и тем же особенностям, «скачки хребта» и «подъемные скачки» иногда используются для обозначения прерывистых или дискретных распространений центра спрединга, [9] которые чаще всего наблюдаются в медленно спредингующих хребтах, поскольку тепло, необходимое для возникновения скачков хребта, увеличивается со скоростью спрединга и возрастом морского дна . [9]

Формирование

Распространяющиеся рифты образуются в результате изменения движения плит [8], постепенных скачков кончика центра спрединга через трансформный разлом или, в большинстве случаев, в результате миграции перекрывающихся центров спрединга (OSC) вдоль гребня срединно-океанического хребта. [10] Механизм распространения объясняется несколькими различными гипотезами:

  1. Гипотеза механики разрушения [8] описывает, что высокая концентрация напряжения на вершине хребта может вызвать прогрессирующее разрушение литосферы, что позволяет трещинам распространяться. Избыточные гравитационные напряжения из-за этих неглубоких хребтов могут еще больше усилить рост хребтов как основного движущего механизма. Другими словами, скорость распространения сегмента хребта пропорциональна осевой толщине коры. Более толстая океаническая кора может вызвать более высокое гравитационное напряжение, следовательно, более высокую движущую силу распространения. [9]
  2. Когда есть значительный батиметрический градиент, связанный с ним гравитационный градиент может быть важным механизмом. Данные альтиметрии показывают пропорциональность между батиметрическим градиентом и скоростью распространения. Центры распространения с осевым максимумом, как правило, имеют более высокие скорости распространения из-за меньшего литосферного сопротивления со стороны более молодой, более слабой литосферы. Данные альтиметрии также демонстрируют потенциальную корреляцию между батиметрическим градиентом и направлением распространения. [8]
  3. Взаимодействие хребта и горячей точки [9] приводит к ослаблению литосферы, что позволяет образовываться новым рифтам в виде подъемов магмы .
  4. С точки зрения длины трещины, вершины рифтов с более длинными трещинами обладают более высокой движущей силой распространения из-за более сильных растягивающих сил в дальней зоне, что приводит к идее, что более длинные сегменты всегда растут за счет более коротких сегментов. [3] [8]
  5. В случае распространения хребтов в задуговом бассейне считалось, что распространение контролируется вулканической дугой . [1] Похоже, что разломы распространяются в направлении вулканической дуги.

Идентификация

Магнитные аномалии (цвет) у западного побережья Северной Америки. Пунктирные линии — центры распространения. Тонкие поперечные линии обозначают псевдоразломы, которые являются особенностями, созданными распространяющимися рифтами.

V-образные узоры косых «псевдоразломов» по ​​обе стороны растущих хребтов [6] являются отличительной чертой распространяющихся рифтов. Эта особенность морского дна, оставшаяся в результате миграции сегмента, по-видимому, компенсируется очевидным разломом в океанической коре. Однако смещения являются лишь поверхностными особенностями морского дна, а не истинными зонами разломов ; отсюда и термин «псевдоразломы». [5] В некоторых обстоятельствах, когда скорость спрединга низкая, вдоль «псевдоразломов» и зон сдвига можно наблюдать морфологические впадины , создавая отчетливую батиметрическую сигнатуру распространяющихся рифтов. [8] Кроме того, образование «псевдоразломов» формы «V» также приводит к «V»-образным узорам магнитной аномалии и возрастным разрывам по всему морскому дну. [6]

Батиметрические сигнатуры распространяющихся рифтов, наблюдаемых на Восточно-Тихоокеанском поднятии и Галапагосском центре спрединга. Желтые пунктирные линии обозначают морфологические впадины, созданные в результате распространяющихся рифтов.

Геометрические модели

Для описания типов распространяющихся разломов использовались два набора геометрических фигур:

Первый набор основан на морфологии растущего сегмента распространяющихся рифтов. [8] В рамках этой геометрической модели были описаны два типа распространяющихся рифтов: (1) Распространение хребта срединной долины (2) Распространение хребта осевого высокого. Разница в морфологии растущих рифтов является результатом разницы в скорости распространения. Распространяющиеся рифты со скоростью распространения, которая составляет приблизительно 25% от скорости спрединга, будут иметь морфологию «срединной долины» в своем растущем сегменте, в котором доминирует относительное понижение вдоль оси хребта. С другой стороны, распространяющиеся рифты со скоростью распространения, которая составляет >50% от скорости спрединга, будут иметь морфологию «осевого высокого», в которой доминирует относительно высокая, выраженная ось хребта. [8]

Второй набор геометрии основан на стиле распространения рифтов. [11] В рамках этой геометрической модели были описаны три типа распространяющихся рифтов: (1) Прерывистый (2) Непрерывный (3) Широкая трансформная зона. «Прерывистый» используется для описания распространяющихся рифтов с дискретным движением распространения (или скачками хребта). «Непрерывный» используется для описания распространяющихся рифтов с устойчивым распространением. «Широкая трансформная зона» используется для описания распространяющихся рифтов с широкой зоной сдвига вместо трансформного разлома в качестве границы с соседним сегментом спрединга. [6] [11]

Взаимодействие горячей точки и хребта как механизм распространения разломов

Взаимодействие горячей точки и хребта [9] является одним из механизмов распространения рифтов. Некоторые из взаимодействий, которые могут привести к перемещению хребта, включают литосферное напряжение и термическое истончение, а также проникновение магмы, вызванное горячей конвективной магмой под литосферой, что в дальнейшем приводит к ослаблению литосферы. Взаимодействия горячей точки и хребта можно наблюдать двумя способами: взаимодействия между распространяющимися рифтами и фиксированной горячей точкой или мигрирующей горячей точкой.

  1. Взаимодействие с фиксированной горячей точкой описывается как проникновение магмы в фиксированную горячую точку. В этом сценарии внеосевая литосфера ослабляется горячей точкой вблизи спредингового хребта. Подъем магмы в ослабленной внеосевой литосфере вызывает развитие дивергенции . Доминирование апвеллинга в новом рифте вызывает резкое снижение скорости спрединга старой оси спрединга и резкое увеличение скорости спрединга нового рифта. По мере того, как старый центр спрединга прекращает свое существование, новый рифт формирует новый центр спрединга.
  2. Взаимодействие с мигрирующей горячей точкой описывается как мигрирующая зона вторжения горячей точки. В этом сценарии горячая точка (с высокой скоростью нагрева), приближающаяся к центру спрединга, вызывает асимметричное истончение литосферы в широком регионе, что в дальнейшем приводит к образованию новых рифтов. Подъем горячей мантии в новых рифтах вызывает скачок хребта. После скачка хребта новый центр спрединга и горячая точка мигрируют вместе. В зависимости от того, насколько быстро мигрируют горячая точка и центр спрединга, горячая точка в конечном итоге будет отделена от центра спрединга. Влияние скачка хребта пропорционально скорости нагрева горячей точки. [9]

Открытие распространяющихся разломов

Впервые они были отмечены в 1970-х годах на хребте Хуан-де-Фука (центр спрединга) у северо-запада Северной Америки, где морские магнитные аномалии, созданные во время спрединга морского дна, показывают смещения, не параллельные направлениям движения плит , указанным тенденциями трансформных разломов. [5] Вскоре они были обнаружены в других местах, включая Галапагосский центр спрединга [6] и Восточно-Тихоокеанское поднятие , [12] и теперь известны как повсеместно встречающиеся на хребтах с быстрой и средней скоростью спрединга. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Парсон, Л. М.; Пирс, Дж. А.; Мертон, Б. Дж.; Ходкинсон, Р. А. (1990). «Роль скачков хребтов и распространения хребтов в тектонической эволюции тылового бассейна Лау, юго-западная часть Тихого океана». Геология . 18 (5): 470–473. Bibcode :1990Geo....18..470P. doi :10.1130/0091-7613(1990)018<0470:RORJAR>2.3.CO;2.
  2. ^ Searle, Roger (2013). Срединно-океанические хребты . Нью-Йорк: Кембридж. С. 2. ISBN 9781107017528. OCLC  842323181.
  3. ^ abc Kleinrock, Martin C.; Tucholke, Brian E.; Lin, Jian; Tivey, Maurice A. (1997). "Быстрое распространение рифта на медленном спрединговом хребте" (PDF) . Geology . 25 (7): 639–642. Bibcode :1997Geo....25..639K. doi :10.1130/0091-7613(1997)025<0639:FRPAAS>2.3.CO;2.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Atwater, Tanya (1981). «Распространяющиеся разломы в моделях спрединга морского дна». Nature . 290 (5803): 185–186. Bibcode :1981Natur.290..185A. doi :10.1038/290185a0. S2CID  4366184.
  5. ^ abc Хей, Ричард (1977). «Новый класс «псевдоразломов» и их влияние на тектонику плит: модель распространяющегося рифта». Earth and Planetary Science Letters . 37 (2): 321–325. Bibcode : 1977E&PSL..37..321H. doi : 10.1016/0012-821x(77)90177-7.
  6. ^ abcdef Хей, Ричард; Дюннебир, Фредерик К.; Морган, У. Джейсон (1980-07-10). «Распространяющиеся рифты на срединно-океанических хребтах». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 85 (B7): 3647–3658. Bibcode : 1980JGR....85.3647H. doi : 10.1029/jb085ib07p03647.
  7. ^ ab "Magellan, программа моделирования магнитного поля моря". www.nongnu.org . Получено 21.04.2018 .
  8. ^ abcdefgh Морган, Джейсон Фиппс; Сэндвелл, Дэвид Т. (1994). «Систематика распространения хребта к югу от 30° ю.ш.». Earth and Planetary Science Letters . 121 (1): 245–58. Bibcode : 1994E&PSL.121..245P. doi : 10.1016/0012-821X(94)90043-4.
  9. ^ abcdefg Миттельштедт, Эрик; Ито, Гарретт; Бен, Марк Д. (2008). «Скачки срединно-океанических хребтов, связанные с магматизмом горячих точек» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 266 (3): 256–270. Bibcode :2008E&PSL.266..256M. doi :10.1016/j.epsl.2007.10.055. hdl : 1912/2131 .
  10. ^ Macdonald, Kenneth C.; Fox, Paul J. (1990). «Среднеокеанский хребет». Scientific American . 262 (6): 72–81. Bibcode : 1990SciAm.262f..72M. doi : 10.1038/scientificamerican0690-72. JSTOR  24996826.
  11. ^ ab "Ричард Н. Хей | Модели геометрии распространения разломов". www.soest.hawaii.edu . Получено 01.05.2018 .
  12. ^ ab Macdonald, Ken C.; Fox, PJ; Perram, LJ; Eisen, MF; Haymon, RM; Miller, SP; Carbotte, SM ; Cormier, M.-H.; Shor, AN (15 сентября 1988 г.). "Новый взгляд на срединно-океанический хребет с точки зрения поведения разрывов оси хребта". Nature . 335 (6187): 217–225. Bibcode :1988Natur.335..217M. doi :10.1038/335217a0. S2CID  4239584.