Желоб Тонги - Tonga Trench

Желоб Тонги - северная половина системы субдукции Тонга-Кермадек, которая простирается на 2550 км (1580 миль) между Новой Зеландией и Тонгой.[1]

В Желоб Тонги является океанический желоб расположен на юго-западе Тихий океан. Это самая глубокая впадина Южного полушария и вторая по глубине на Земле. Здесь наблюдается самая быстрая тектоническая скорость плит на Земле, так как Тихоокеанская плита сейчас подчиненный на запад в траншею.

Когда Аполлон-13 миссия была прервана в 1970 году из-за взрыва кислородного баллона радиоизотопный термоэлектрический генератор Распалась в атмосфере, и источник тепла погрузился в желоб Тонга или рядом с ним. Мониторинг атмосферы и океана показывает, что выброса ядерного топлива не произошло.[2]

Horizon Deep

RV Горизонт- 1948 г. Используется как буксир вспомогательного флота USS ATA-180

Самая глубокая точка желоба Тонга - Horizon Deep на 23 ° 15′30 ″ ю.ш. 174 ° 43′36 ″ з.д. / 23,25833 ° ю.ш. 174,726667 ° з.д. / -23.25833; -174.726667, имеет глубину 10800 ± 10 м (35 433 ± 33 фута), что делает его самой глубокой точкой в ​​Южном полушарии и второй по глубине на Земле после Challenger Deep в Марианская впадина. Он назван в честь исследовательского судна. Горизонт из Институт океанографии Скриппса, экипаж которого обнаружил глубину в декабре 1952 года.[3]

Как один из самых глубоких хадал траншей, в отложениях Горизонта глубина обитает сообщество круглые черви. Исследование 2016 года показало, что численность особей в этом сообществе в шесть раз больше, чем на участке на краю траншеи (c. 6250 м (20 510 футов)) вблизи глубины, и что разница в биомассе между этими местами еще больше. С другой стороны, видовое разнообразие на склоне желоба в два раза больше, вероятно, из-за небольшого количества условно-патогенных видов в желобе.[4] Цифры численности и биомассы аналогичны для глубин Марианской впадины, но значительно ниже в глубинах. Перу – Чилийский желоб.[5]

Пилотируемый спуск

Глубоководное вспомогательное судно Падение давления DSSV и Ограничивающий фактор DSV на его корме

Траншея Тонга и операционная зона были обследованы судном поддержки Deep Submersible Support Vessel. Падение давления DSSV, с многолучевым эхолотом Kongsberg SIMRAD EM124. Собранные данные будут переданы в дар GEBCO Инициатива «Морское дно 2030».[6][7] Погружение было частью Экспедиция пяти глубин.[8] Цель этой экспедиции - составить карту и посетить самые глубокие точки всех пяти океанов мира к концу сентября 2019 года.[8]

В рамках экспедиции Five Deeps, Sirena Deep, находящуюся в 5750 км (3570 миль) от Horizon Deep, посетили Виктор Весково на первом спуске человека на дно Сирена Дип 5 июня 2019 г. (на глубоководном аппарате Ограничивающий фактор DSV (модель Triton 36000/2)) и измерили глубину 10 823 м (35 509 футов) ± 10 м (33 фута) прямым CTD измерения давления.[9] Это спуск и прямое измерение глубины Сирена Дип произошел через месяц после четырехкратного спуска на дно Challenger Deep, который также находится примерно в 6000 км от желоба Тонга.

Геология

Дуговая система Тонга-Кермадек

Район между желобом Тонга и Лау задний дуговой бассейн, то Хребет Тонга-Кермадек, движется независимо от Австралийский и Тихий океан пластин и разделен на несколько небольших пластин, Тонга, Kermadec, и Niuafo'ou тарелки. Плита Тонга обращена к желобу Тонга.[10]

Система Тонга-Тренч-Арка представляет собой конвергентную маржу с преобладанием протяженности и неаккрецию. Тихоокеанская плита подчиненный на запад в траншею. Скорость конвергенции оценивается в 15 см / год (5,9 дюйма / год), но GPS измерения в северном желобе указывают на скорость конвергенции 24 см / год (9,4 дюйма / год) там.[11] Это самая высокая скорость плит на Земле, в результате получается самая активная зона Земли. мантийная сейсмичность.[12] Скорость субдукции снижается к югу вдоль дуги Тонга-Кермадек, с 24 см / год (9,4 дюйма / год) на севере до 6 см / год (2,4 дюйма / год) на юге, а также становится более наклонной к югу. Высокий уровень в желобе Тонга в значительной степени связан с сокращением расширения в бассейне Лау.[13] Расширение земной коры в миоцене Lau-Colville Ridge началось 6 млн лет назад, что положило начало открытию впадины Лау-Гавр. С тех пор это расширение распространилось на юг и превратилось в центр распространения в бассейне Лау перед желобом Тонга. Таким образом, перед траншеями Тонга-Кермадек образуется новая корка, а за ней в желобе Тонга поглощается старая корка.[14]

Лавина Тихоокеанской плиты

В то время как большинство сильных землетрясений происходит в зоне контакта между обеими тектоническими плитами, что связано с трением во время субдукции, другие возникают на Тихоокеанской плите из-за ее изгиба.[15] Кора Тихого океана, которая спускается в желоб, старая, 100–140 млн лет назад, относительно холодная и поэтому может хранить много упругой энергии. Когда он проникает глубоко в мантию, более чем на 600 км (370 миль), и сталкивается с препятствиями, он искажается, что вызывает глубокие мантийные землетрясения.[16]

c. 500 км (310 миль) ниже Северный бассейн Фиджи, обособленный сегмент субдуцированного Австралийская тарелка столкнулся с субдуцированной Тихоокеанской плитой, которая производит много крупномасштабных землетрясений. Поглощенная Тихоокеанская плита также деформируется в результате столкновения, поскольку обе плиты оседают на 660 км разрыв. Это столкновение плит, вероятно, произошло 5–4 млн лет назад, когда бассейн Лау начал открываться.[17]

Океанические желоба являются важными участками для образования того, что станет континентальной корой, и для переработка материала обратно в мантию. Вдоль желоба Тонга мантийные расплавы переносятся в островодужные системы, и бездонный собраны океанические отложения и фрагменты океанической коры.[11]

Переход Тонга-впадина – бассейн Лау

В своем северном конце желоб Тонга изгибается на запад в микроплит, взаимосвязанные центры спрединга и зоны деформации бассейна Лау. Но желоб Тонга также имеет продолжение в неактивном желобе Витязь (к северу от области карты), с которым он образовал единую непрерывную траншею перед открытием бассейна Северных Фиджи (к западу от области карты).
В Козерог подводная гора (в центре справа) сидит на восточном склоне траншеи.

Северный конец желоба Тонга (на 15 ° 10 'ю.ш.), вероятно, связан с Зона разлома Фиджи, простирающаяся с востока на запад к северу от Фиджи, но желоб заканчивается сложным переходом от субдукции к сдвиговое движение и сейсмичность указывает на наличие c. 100 км (62 мили) - широкая переходная зона, а не простая преобразовать вину. В или около этой зоны есть гребень-гребень-гребень. тройной стык (15 ° 37' ю.ш. 174 ° 52'з.д. / 15,617 ° ю.ш. 174,867 ° з.д. / -15.617; -174.867), известный как тройное соединение Кинга или Мангатолу (MTJ), характеризующийся деформацией и недавним интенсивным вулканизмом (см., например, Домашний риф ). Вулканическая дуга Тофуа на севере хребта Тонга простирается до менее чем 40 км (25 миль) от северного конца желоба.[18]

К северу от MTJ находится Северо-восточный центр распространения Лау (NELSC), который пересекает северный конец желоба Тонга и является одним из трех основных центров распространения в северной части бассейна Лау (вместе с Центром распространения Футуна и Северо-западом Центр разбрасывания Lau.) Максимальная скорость разбрасывания в NELSC составляет 94 мм / год (3,7 дюйма / год), но разбрасывание уменьшается до нуля на обоих концах центра распределения. Однако общая скорость распространения между Тонганской и Австралийской плитами составляет 157 мм / год (6,2 дюйма / год), и поэтому должны существовать дополнительные микроплиты и / или зоны деформации. NELSC, вероятно, получает магматический вклад от Горячая точка Самоа.[19] NELSC имеет морфологию, аналогичную морфологии медленно распространяющихся хребтов с множеством плотно расположенных гребней и впадин. Там, где он встречается с желобом, между хребтом Тонга, Тихоокеанской плитой и Австралийской плитой развивается граница с преобразованием-преобразованием гребня.[18]

К северо-востоку от 60-градусного изгиба желоба Тонга дно Тихого океана полно параллельных линий. Они были интерпретированы как остатки исчезнувшего, простирающегося с востока на запад центра распространения на Тихоокеанской плите, намного старше, чем желоб Тонга.[18]

Столкновение с цепью подводных гор в Луисвилле

На его южном конце (c. 26 ° ю.ш.) желоб Тонга сталкивается с Луисвиллская цепь подводных гор, цепочка гайоты и подводные горы на Тихоокеанской плите примерно параллельно Гавайско-Императорская цепь подводных гор в северной части Тихого океана. Зона столкновения Луисвилля перемещается на юг со скоростью 18 см / год (7,1 дюйма / год) из-за разницы в наклонном угле между Луисвиллским хребтом относительно направления конвергенции. В восточной части бассейна Лау центры спрединга распространяются на юг примерно с такой же скоростью. Зона столкновения также смещает желоб Тонга на северо-запад по отношению к Кермадекский желоб к c. 50 км (31 миль).[11]Поглощение Луисвиллского хребта вызвало значительную эрозию внешнего края передней дуги южной Тонги и, вероятно, ускорило погружение желоба Тонга, что делает желоб Тонга вторым по глубине желобом на Земле и значительно глубже, чем желоб Тонга. Кермадекский желоб.[20]

Самая старая и самая западная из подводных гор Луисвилля, Osbourn Seamount, находится на краю траншеи, и его бывшая плоская вершина в настоящее время наклоняется в сторону траншеи.[21] К западу от подводной горы Осборн широкая зона разломных блоков обмеливает траншею на 3000 м (9800 футов), в то время как прилегающая передняя дуга повышается на c. 300 м (980 футов) и покрыта каньоны.[22]

Зона столкновения в Луисвилле коррелирует с зоной сейсмического затишья вдоль желоба Тонга-Кермадек, известной как «Луисвиллский провал». Этот разрыв в сейсмичности указывает на то, что погружение подводных гор подавляет или даже предотвращает сейсмичность в зонах субдукции, возможно, за счет увеличения интервалов между землетрясениями, но механизм этого процесса плохо изучен.[23]

Геохимические данные свидетельствуют о том, что цепь Луисвилля подвергалась субдукции под дугой Тонга-Кермадек с 4 млн лет назад. Сейсмические исследования выявили направленный на юг вдоль дуги мантийный поток, который указывает на то, что тихоокеанская мантия заменяется индо-австралийской мантией к западу от желоба Тонга.[24]

Osbourn Trough

Желоб Осборна, расположенный на 25,5 ° ю.ш. к северу от зоны столкновения Луисвиллского хребта, представляет собой вымершую протяженность длиной 900 км (560 миль). гребень распространения расположен на полпути между двумя большими океаническими плато к северу и югу от желоба Тонга соответственно: Манихики 1750 км (1090 миль) к северу и Хикуранги 1550 км (960 миль) к югу. Эти плато когда-то были частью 100×10^6 км3 (3.5×1018 куб футов) Онтонг Ява -Манихики-Хикуранги большая магматическая провинция (LIP). Распространение между плато прекратилось, когда Хикуранги столкнулся с Chatham Rise к востоку от Новой Зеландии в 86 млн лет.[25] Западный конец желоба Осборн ограничен желобом Тонга, а его восточная часть - уступом Вишбоун - Восточный Манихики. Между ними желоб Осборна разделен на три сегмента, разделенных правым смещением. Вблизи желоба Тонга на батиметрию этих структур влияет изгиб Тихоокеанской плиты.[26]

Козерог подводная гора

Основная статья: Козерог подводная гора

Подводная гора Козерог - это гайот расположен на восточной стене северной части желоба Тонга (см. карту выше). Это большой гайот, шириной 100 км (62 мили) в основании с небольшой частью рифовой или лагунной вершины, достигающей 440 м (1440 футов) ниже уровня моря. Изгиб Тихоокеанской плиты в желобе Тонга в настоящее время разрезает ее, как буханку хлеба: внутри гайота простирается с севера на юг. система горста и грабена развивается параллельно траншеи; западный склон гайота достиг траншеи глубиной 9 000 м (30 000 футов) и начал ее засыпку; вершина гайота наклонена на 1,7 ° к желобу, а его центр находится всего в 45 км (28 миль) от оси желоба.[27] Ожидается, что подводная гора Козерог будет полностью поглощена траншеей в течение 500 000 лет.[28]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ Смит и Прайс 2006, п. 316
  2. ^ Ферлонг и Уолквист, 1999, п. 27
  3. ^ "Географический справочник названий подводных объектов GEBCO". GEBCO. 26 апреля 2015 г.. Получено 9 апреля 2017.
  4. ^ Leduc et al. 2016 г., Абстрактный
  5. ^ Leduc et al. 2016 г., п. 8
  6. ^ Проект Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030
  7. ^ «Объявлено о крупном партнерстве между Фондом Nippon-GEBCO Seabed 2030 Project и The Five Deeps Expedition». gebco.net. 11 марта 2019 г.. Получено 19 июня, 2019.
  8. ^ а б "Экспедиция пяти глубин: дом". fivedeeps.com. Получено 9 января, 2019.
  9. ^ «ПОДТВЕРЖДЕНО: Horizon Deep - вторая по глубине точка на планете» (PDF). fivedeeps.com. Получено 19 июня, 2019.
  10. ^ Птица 2003, Плита Тонга (TO), плита Кермадек (KE) и плита Ниуафоу (NI), стр. 28
  11. ^ а б c Райт и др. 2000 г., Геологическая обстановка, с. 490–491.
  12. ^ Bevis et al. 1995 г., Абстрактный
  13. ^ Smith et al. 2003 г., п. 100
  14. ^ Smith et al. 2003 г., п. 114
  15. ^ Гарсия-Кастельянос, Торн и Фернандес 2000
  16. ^ Bevis et al. 1995 г., п. 251
  17. ^ Ричардс, Холм и Барбер, 2011 г., Абстрактный
  18. ^ а б c Райт и др. 2000 г., Карта 1. Сдвиговая граница и окончание желоба, стр. 499–502.
  19. ^ German et al. 2006 г., стр. 3–4
  20. ^ Контрерас-Рейес и др. 2011 г., Рис. 1, стр. 2; [6], с. 2
  21. ^ Контрерас-Рейес и др. 2011 г., 4:12; 14:38
  22. ^ Стратфорд и др. 2015 г., п. 6, Геологическая обстановка
  23. ^ Пирс и Уоттс 2010, Столкновение Луисвиллского хребта и желоба Тонга, стр. 9–11; Рис.3, стр. 10
  24. ^ Timm et al. 2013, п. 2
  25. ^ Worthington et al. 2006 г., Абстрактный
  26. ^ Worthington et al. 2006 г., стр. 686–687
  27. ^ Хилл и Гласби 1996, Абстрактный; Морфология и сейсмические данные, стр. 21–24.
  28. ^ Хилл и Гласби 1996, п. 20

Источники

Координаты: 22 ° 56′41 ″ ю.ш. 174 ° 43′59 ″ з.д. / 22,94472 ° ю.ш. 174,73306 ° з.д. / -22.94472; -174.73306