Зона Вадати-Беньоффа
Зона Вадати-Беньоффа (также зона Бениоффа-Вадати , зона Беньоффа или сейсмическая зона Бениоффа ) представляет собой плоскую зону сейсмичности, соответствующую опускающейся плите в зоне субдукции . [ 1 ] Дифференциальное движение вдоль зоны вызывает многочисленные землетрясения , очаги которых могут находиться на глубине около 670 км (420 миль). Термин был назван в честь двух сейсмологов , Хьюго Бениоффа из Калифорнийского технологического института и Кийо Вадати из Японского метеорологического агентства , которые независимо открыли эти зоны. [ 2 ]
Землетрясения в зоне Вадати-Беньоффа развиваются под вулканическими островными дугами и на окраинах континентов над активными зонами субдукции. [ 3 ] Они могут возникнуть в результате скольжения по субдукционному надвигу или скольжения по разломам внутри нисходящей плиты в результате изгиба и растяжения по мере втягивания плиты в мантию. [ 4 ] Глубокофокусные землетрясения в этой зоне позволяют сейсмологам составить карту трехмерной поверхности погружающейся плиты океанической коры и мантии.
Открытие
[ редактировать ]В 1949 году Хьюго Бениофф представил метод определения приращения деформации упругого отскока при землетрясениях на конкретном разломе. [ 5 ] Он определил, что квадратный корень из энергии землетрясения пропорционален как приращению деформации упругого отскока, так и смещению отскока, и разработал способ определить, возникла ли серия землетрясений вдоль одной структуры разлома. Его исследования были сосредоточены на зоне субдукции Кермадек-Тонга и зоне субдукции Южной Америки, и он установил, что в обоих местах очаги землетрясений падают по плоскостям, падающим на ~ 45 ° от траншей. [ 5 ] Эти плоскости сейсмичности позже были названы зонами Беньоффа или зонами Вадати-Беньоффа по имени Кию Вадати , который сделал аналогичные наблюдения двадцатью годами ранее. [ 6 ]
Структура
[ редактировать ]Угол падения погружающейся плиты и, следовательно, сейсмической зоны Бениоффа в основном контролируется отрицательной плавучестью плиты и силами течения астеносферы . Более молодая литосфера более горячая и более плавучая, что приводит к образованию зон Беньоффа с неглубоким падением, тогда как более старая литосфера более плотная и холодная, что приводит к более крутому падению. [ 7 ] Зона Беньоффа простирается от приповерхностной зоны до глубин до 670 км. Верхняя граница находится сразу под слабыми осадками в носке клина зоны субдукции, а нижняя граница — там, где происходит хрупко-пластичный переход. 1000 °C Большинство землетрясений происходит в пределах изотермы , внутри плиты, которая еще не нагрелась до температуры окружающей мантии, в которую она погружается. [ 8 ] На глубинах ниже толщины литосферы землетрясения больше не вызываются надвигами на границу раздела двух плит, поскольку астеносфера слаба и не может выдерживать напряжения, необходимые для разломов. В этом регионе источником землетрясений является внутренняя деформация еще прохладной опускающейся плиты. До глубин 300 км реакции дегидратации и образования эклогитов основными причинами сейсмичности являются . Ниже 300 км, начиная примерно с изотермы 700 ° C, происходит минералогический переход фазы от оливина к шпинели , который считается доминирующим механизмом этих очень глубоких землетрясений. [ 9 ]
Двойные зоны Беньоффа
[ редактировать ]В некоторых случаях в зонах субдукции наблюдаются две параллельные поверхности сейсмичности, разделенные десятками километров на средних глубинах (50–200 км). [ 10 ] Главный пример этого расположен вдоль крупнейшего острова Японии Хонсю, где зона Вадати-Беньоффа характеризуется двумя четко выраженными линиями очагов землетрясений с расстоянием между каждой линией 30–40 километров. [ 11 ] Исследование глобальной распространенности двойных зон Бениоффа показало, что они распространены в зонах субдукции по всему миру. [ 12 ]
Самая верхняя сейсмическая поверхность находится в коре опускающейся плиты и объясняется реакциями дегидратации внутри этой океанической коры, приводящими к образованию эклогита. Механизм возникновения нижней зоны сейсмичности, расположенной в верхней мантийной части нисходящей литосферы, до сих пор дискутируется; [ 10 ] повсеместное распространение двойных зон Бениоффа по всему миру указывает на то, что это, должно быть, процесс, который обычно происходит в зонах субдукции. Некоторые из предполагаемых механизмов нестабильности включают дегидратационное охрупчивание, вызванное разрушением антигорита или хлорита в верхней мантии гидратированного перидотита, [ 12 ] и разгибание плиты. [ 10 ] Наблюдения сейсмических исследований показывают, что литосферная мантия на средних глубинах, где встречаются двойные зоны Бениоффа, сухая, что способствует предполагаемому механизму разгибания плит. [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Похожие статьи. «Зона Беньоффа (сейсмический пояс) — Интернет-энциклопедия Britannica» . Britannica.com . Проверено 2 марта 2010 г.
- ^ «Разработка теории [Эта динамическая Земля, Геологическая служба США]» . Pubs.usgs.gov . Проверено 2 марта 2010 г.
- ^ Ленгмюр, Чарльз Х.; Брокер, Уолли (22 июля 2012 г.). Как построить обитаемую планету: история Земли от Большого взрыва до человечества . Издательство Принстонского университета. п. 298. ИСБН 9780691140063 .
- ^ Зона Бениоффа | Краткое изложение мира наук о Земле . Bookrags.com . Проверено 2 марта 2010 г.
- ^ Jump up to: а б Бениофф, Хьюго (1949). «Сейсмические доказательства разломного происхождения океанических глубин». Бюллетень Геологического общества Америки . 60 (12): 1837–1866. Бибкод : 1949GSAB...60.1837B . doi : 10.1130/0016-7606(1949)60[1837:seftfo]2.0.co;2 .
- ^ Сузуки, Ясумото (2001). «Кию Вадати и путь к открытию зоны среднеглубинных землетрясений» (PDF) . Эпизоды . 24 (2): 118–123. дои : 10.18814/epiiugs/2001/v24i2/006 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 года . Проверено 7 сентября 2012 г.
- ^ Кири, П.; Клепейс, Калифорния; Вайнс, Ф.Дж. (2012). Глобальная тектоника . Уайли-Блэквелл. стр. 225–264.
- ^ Бродхолт, Дж.; Штейн, С. (1988). «Реологический контроль сейсмичности зоны Вадати-Беньоффа» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 15 (10): 1081–1084. Бибкод : 1988GeoRL..15.1081B . дои : 10.1029/gl015i010p01081 .
- ^ Грин, HW (1994). «Разгадка парадокса глубоких землетрясений». наук. Являюсь . 271 (3): 64–71. Бибкод : 1994SciAm.271c..64G . doi : 10.1038/scientificamerican0994-64 .
- ^ Jump up to: а б с д Рейнард, Б.; Накадзима, Дж.; Кавакацу, Х. (2010). «Землетрясения и пластическая деформация безводной плиты мантии в двойных зонах Вадати-Беньоффа» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 37 (24): н/д. Бибкод : 2010GeoRL..3724309R . дои : 10.1029/2010gl045494 .
- ^ Болт, Брюс (август 2005 г.), Землетрясения: Обновление к столетию 2006 г. - Большое событие 1906 г. (Пятое изд.), WH Freeman and Company , стр. 40, 41, 138, 139, ISBN 978-0716775485
- ^ Jump up to: а б Брудзинский, MR; Тербер, CH; Хакер, БР; Энгдаль, ER (2007). «Глобальная распространенность двойных зон Бениоффа». Наука . 316 (5830): 1472–1474. Бибкод : 2007Sci...316.1472B . CiteSeerX 10.1.1.723.3732 . дои : 10.1126/science.1139204 . ПМИД 17556583 . S2CID 15963109 .