Tonga příkop - Tonga Trench

Tonga příkop je severní polovina subdukčního systému Tonga-Kermadec, který se rozprostírá mezi 2 000 km (1 580 mil) mezi Novým Zélandem a Tongou.[1]

The Tonga příkop je oceánský příkop nachází se na jihozápadě Tichý oceán. Je to nejhlubší příkop jižní polokoule a druhý nejhlubší na Zemi. Nejrychlejší desková tektonická rychlost na Zemi se zde vyskytuje jako Pacifická deska je tlumený na západ v příkopu.

Když Apollo 13 mise byla přerušena v roce 1970 po výbuchu v kyslíkové nádrži, radioizotopový termoelektrický generátor se rozpadl v atmosféře a zdroj tepla se ponořil do příkopu Tonga nebo do jeho blízkosti. Atmosférické a oceánské monitorování naznačuje, že nedošlo k uvolnění jaderného paliva.[2]

Horizon Deep

RV Horizont- 1948 použit jako remorkér pomocné flotily USS ATA-180

Nejhlubší bod Tonga Trench, Horizon Deep at 23 ° 15'30 ″ j 174 ° 43'36 ″ Z / 23,25833 ° jižní šířky 174,726667 ° západní délky / -23.25833; -174.726667, je 10 800 ± 10 m (35 433 ± 33 ft) hluboký, což z něj činí nejhlubší bod na jižní polokouli a druhý nejhlubší na Zemi po Challenger Deep v Mariana příkop. Je pojmenován pro výzkumné plavidlo Horizont z Scripps Institution of Oceanography, jejíž posádka našla hlubinný povrch v prosinci 1952.[3]

Jako jeden z nejhlubších hadal příkopy, sedimenty Horizon Deep ukrývají komunitu škrkavky. Studie z roku 2016 zjistila, že počet jedinců v této komunitě je šestkrát větší než v místě na okraji příkopu (C. 6 250 m (20 510 ft)) blízko hlubin a že rozdíl v biomase mezi těmito místy je ještě větší. Druhová rozmanitost je naopak na svahu příkopu dvakrát větší, pravděpodobně kvůli malému počtu oportunistických druhů v příkopu.[4] Údaje o množství a biomase jsou podobné pro hloubky Mariánského příkopu, ale podstatně nižší v Příkop Peru – Chile.[5]

S posádkou sestup

Hluboká ponorná podpůrná loď Pokles tlaku DSSV a Omezující faktor DSV na zádi

Příkop Tonga a provozní oblast byla prozkoumána podpůrnou lodí, hlubokým ponorným podpůrným plavidlem Pokles tlaku DSSV, se systémem multibeam echosounder Kongsberg SIMRAD EM124. Shromážděná data budou věnována organizaci GEBCO Iniciativa Seabed 2030.[6][7] Ponor byl součástí Expedice Five Deeps.[8] Cílem této expedice je do konce září 2019 důkladně zmapovat a navštívit nejhlubší body všech pěti světových oceánů.[8]

V rámci expedice Five Deeps navštívila Sirenu Deep, samotnou 5 750 km (3 570 mil) od Horizon Deep, Victor Vescovo při prvním sestupu s posádkou na dno Sirena Hluboká dne 5. června 2019 (ve vozidle pro hluboké ponoření Omezující faktor DSV (ponorný model Triton 36000/2)) a naměřil hloubku 10 823 m (35 509 stop) ± 10 m (33 stop) přímým CTD měření tlaku.[9] Tento sestup a přímé měření hloubky Sirena Hluboká došlo měsíc poté, co sestoupil čtyřikrát na dno Challenger Deep, což je také přibližně 6 000 km od příkopu Tonga.

Geologie

Obloukový systém Tonga-Kermadec

Oblast mezi příkopem Tonga a Lau zpětný oblouk povodí, Tonga-Kermadec Ridge, se pohybuje nezávisle na Australan a Pacifik desky a je rozdělena na několik malých desek, Tonga, Kermadec, a Niuafo'ou desky. Talíř Tonga je obrácen k příkopu Tonga.[10]

Systém Tonga Trench-Arc je konvergenční marže, která neregistrovaně dominuje rozšíření. Pacifická deska je tlumený na západ v příkopu. Míra konvergence byla odhadnuta na 15 cm / rok (5,9 in / rok), ale GPS měření v severním příkopu naznačují míru konvergence 24 cm / rok (9,4 in / rok).[11] Toto je nejrychlejší rychlost desky na Zemi, výsledkem je nejaktivnější zóna Země plášťová seismicita.[12] Míry subdukce se snižují na jih podél oblouku Tonga-Kermadec, z 24 cm / rok (9,4 palce / rok) na severu na 6 cm / rok (2,4 palce / rok) na jihu a také se stávají šikmějšími na jih. Vysoká míra v příkopu Tonga je do značné míry způsobena snížením rozšíření v povodí Lau.[13] Krustální rozšíření v miocénu Lau-Colville Ridge začalo v 6 Ma, což iniciovalo otevření Lau Basin-Havre Trough. Toto rozšíření se od té doby rozšířilo na jih a vyvinulo se v rozšiřující se středisko v povodí Lau před příkopem Tonga. Nová kůra se tak vyrábí před příkopy Tonga-Kermadec, zatímco stará kůra se spotřebovává za ní v příkopu Tonga.[14]

Lavina tichomořské desky

Zatímco většina velkých zemětřesení se vyskytuje v kontaktní zóně mezi oběma tektonickými deskami, souvisí s třením během subdukce, další se vytvářejí na Pacifické desce kvůli jejímu ohýbání.[15] Tichomořská kůra, která sestupuje do příkopu, je stará, 100–140 Ma, a relativně chladná, a proto může ukládat spoustu elastické energie. Jak dosáhne hluboko do pláště, více než 600 km (370 mi), a narazí na bariéry, je zkroucený, což produkuje hluboká zemětřesení pláště.[16]

C. 500 km (310 mi) pod Povodí severního Fidži, oddělený segment subducted Australský talíř se srazil s tlumenou tichomořskou deskou, která produkuje mnoho rozsáhlých zemětřesení. Tlumená Pacifická deska se také při srážce deformuje, když se obě desky usazují na 660 km diskontinuita. Ke srážce desek pravděpodobně došlo 5–4 Ma, když se Lauská pánev začala otevírat.[17]

Oceánské příkopy jsou důležitými místy pro formování toho, co se stane kontinentální kůrou a pro kterou recyklace materiálu zpět do pláště. Podél tongského příkopu se taveniny odvozené z pláště přenášejí do ostrovních obloukových systémů a propastný jsou shromažďovány oceánské sedimenty a fragmenty oceánské kůry.[11]

Přechod povodí Tonga příkop – lau

Na jeho severním konci se příkop Tonga ohýbá na západ do mikroplatní, propojených rozprostíracích center a deformačních zón Lauské pánve. Ale příkop Tonga má také pokračování v neaktivní příkopu Vitiaz (severně od oblasti mapy), s nímž vytvořil jeden souvislý příkop před otevřením pánve severního Fidži (západně od oblasti mapy).
The Seamount Kozoroha (uprostřed vpravo) sedí na východním svahu příkopu.

Severní konec příkopu Tonga (při 15 ° 10 'j. Š.) Je pravděpodobně spojen s Zóna zlomenin na Fidži, směřující na východ-západ severně od Fidži, ale příkop končí složitým přechodem od subdukce k a pohyb úderem a vzory seismicity naznačují přítomnost a C. 100 km (62 mi) - široká přechodová zóna, spíše než jednoduchá chyba transformace. V této zóně nebo v její blízkosti se nachází hřeben-hřeben-hřeben trojitý spoj (15 ° 37 'j. Š 174 ° 52 ′ západní délky / 15,617 ° J 174,867 ° Z / -15.617; -174.867), známý jako King's nebo Mangatolu Triple Junction (MTJ), charakterizovaný deformací a nedávným a intenzivním vulkanismem (viz například Domácí útes ). Sopečný oblouk Tofua na severním hřebeni Tonga se rozkládá na méně než 40 km (25 mil) severního konce příkopu.[18]

Jen severně od MTJ leží severovýchodní Lau Spreading Center (NELSC), který zachycuje severní konec příkopu Tonga a je jedním ze tří hlavních rozšiřujících center v severní Lau Basin (společně s Futuna Spreading Center a Northwest Lau Spreading Center.) Maximální rychlost rozmetání v NELSC je 94 mm / a (3,7 in / rok), ale rozmetání klesá na nulu na obou koncích rozmetacího centra. Celková vydatnost mezi tonganskými a australskými deskami je však 157 mm / a (6,2 in / rok), a proto musí existovat další mikrodestičky a / nebo deformační zóny. NELSC pravděpodobně dostává magmatické příspěvky od Hotspot Samoa.[19] NELSC má morfologii, která je podobná morfologii pomalu se šířících hřebenů s mnoha těsně zabalenými hřebeny a žlaby. Tam, kde se setkává s příkopem, se vyvíjí hranice hřeben-transformace-transformace mezi Tonga Ridge, Pacifickou deskou a australskou deskou.[18]

Severovýchodně od ohybu 60 ° v příkopu Tonga je tichomořské mořské dno plné paralelních lineací. Ty byly interpretovány jako zbytky zaniklého šířícího se centra od východu k západu na Pacifické desce, mnohem staršího než příkop Tonga.[18]

Louisville Seamount Chain kolize

Na jeho jižním konci (C. 26 ° S) srazí příkop Tonga s Louisville Seamount Chain, řetězec Guyots a podmořské hory na Pacifické desce zhruba rovnoběžně s Havajsko-císařský podmořský řetěz v severním Pacifiku. Louisville kolizní zóna migruje na jih rychlostí 18 cm / rok (7,1 palce / rok) kvůli rozdílu v šikmém úhlu mezi Louisville Ridge vzhledem ke směru konvergence. Ve východní povodí Lau se šířící centra šíří na jih zhruba stejnou rychlostí. Kolizní zóna také kompenzuje příkop Tonga na severozápad vzhledem k Kermadecký příkop podle C. 50 km (31 mi).[11]Subduction Louisville Ridge způsobil značné množství eroze na vnějším okraji jižního oblouku Tonga a pravděpodobně zrychlil pokles Tonga příkopu, což je proces, který dělá Tonga příkop druhým nejhlubším příkopem na Zemi a podstatně hlubší než Kermadecký příkop.[20]

Nejstarší a nejzápadnější z Louisville podmořských hor, Osbourn Seamount, sedí na okraji příkopu a jeho bývalý plochý vrchol se aktuálně naklání směrem k příkopu.[21] Na západ od podmořské hory Osbourn široká zóna porušených bloků zahlubuje příkop o 3 000 m (9 800 ft), zatímco sousední přední oblouk je zvýšen o C. 300 m (980 ft) a pokryté kaňony.[22]

Kolizní zóna Louisville koreluje se zónou seismického klidového stavu podél příkopu Tonga-Kermadec známou jako „Louisville Gap“. Tato mezera v seismicitě naznačuje, že subdukční podmořské hory inhibují nebo dokonce zabraňují seismicitě v subdukčních zónách, snad tím, že se prodlužují intervaly mezi zemětřeseními, ale mechanismus tohoto procesu je špatně pochopen.[23]

Geochemické důkazy naznačují, že Louisvilleův řetězec subdukuje pod obloukem Tonga-Kermadec od 4 Ma. Seismické studie identifikovaly jižní plášťový tok podél oblouku, který naznačuje, že tichomořský plášť je nahrazen indicko-australským pláštěm západně od příkopu Tonga.[24]

Osbourn Trough

Osbournský koryto, které se nachází na 25,5 ° j. Š. Severně od kolizní zóny Louisville Ridge, je zaniklé 900 km (560 mi) šířící se hřeben nachází se uprostřed mezi dvěma velkými oceánskými plošinami na sever a na jih od příkopu Tonga: Manihiki 1750 km (1090 mi) na sever a Hikurangi 1550 km (960 mi) na jih. Tyto plošiny kdysi tvořily součást 100×10^6 km3 (3.5×1018 cu ft) Ontong Java -Manihiki-Hikurangi velká magmatická provincie (RET). Šíření mezi náhorními plošinami přestalo, když se Hikurangi srazil s Chatham Rise východně od Nového Zélandu na 86 Ma.[25] Západní konec žlabu Osbourn je ohraničen příkopem Tonga a jeho východním je Wishbone – East Manihiki Scarp. Mezi Osbourn Trough je rozdělen do tří segmentů oddělených dextral offsety. V blízkosti příkopu Tonga je batymetrie těchto struktur ovlivněna ohnutím Pacifické desky.[26]

Seamount Kozoroha

Hlavní článek: Seamount Kozoroha

Kozoroh Seamount je a Guyot nachází se na východní zdi severní příkopu Tonga (viz mapa výše). Je to velký guyot, široký 100 km (62 mi) na své základně s malou částí svého útesu nebo lagunového vrcholu dosahujícího 440 m (1440 stop) pod hladinou moře. Ohýbání tichomořské desky u příkopu Tonga ji v současné době krájí jako bochník chleba: uvnitř Guyot je trend sever-jih systém horst and graben vyvíjí se souběžně s příkopem; západní svah guyotu dosáhl 9 000 m hlubokého příkopu a začal jej zaplňovat; vrchol Guyot je nakloněn o 1,7 ° směrem k příkopu a jeho střed je jen 45 km (28 mi) od osy příkopu.[27] Očekává se, že příkopová loď Kozoroh bude zcela spotřebována do 500 000 let.[28]

Viz také

Reference

Poznámky

  1. ^ Smith & Price 2006, str. 316
  2. ^ Furlong & Wahlquist 1999, str. 27
  3. ^ „GEBCO Gazetteer of Undersea Feature Names“. GEBCO. 26.dubna 2015. Citováno 9. dubna 2017.
  4. ^ Leduc a kol. 2016, Abstrakt
  5. ^ Leduc a kol. 2016, str. 8
  6. ^ Projekt Nippon Foundation - GEBCO Seabed 2030
  7. ^ „Bylo oznámeno významné partnerství mezi projektem Nippon Foundation - GEBCO Seabed 2030 Project a The Five Deeps Expedition“. gebco.net. 11. března 2019. Citováno 19. června 2019.
  8. ^ A b „Expedice Five Deeps: Home“. fivedeeps.com. Citováno 9. ledna 2019.
  9. ^ „POTVRZENO: Horizon Deep Druhý nejhlubší bod planety“ (PDF). fivedeeps.com. Citováno 19. června 2019.
  10. ^ Pták 2003, Tonga Plate (TO), Kermadec Plate (KE) a Niuafo’ou Plate (NI), s. 28
  11. ^ A b C Wright a kol. 2000, Geologické prostředí, str. 490–491
  12. ^ Bevis a kol. 1995, Abstrakt
  13. ^ Smith a kol. 2003, str. 100
  14. ^ Smith a kol. 2003, str. 114
  15. ^ Garcia-Castellanos, Torne & Fernandez 2000
  16. ^ Bevis a kol. 1995, str. 251
  17. ^ Richards, Holm & Barber 2011, Abstrakt
  18. ^ A b C Wright a kol. 2000 „Mapa 1: Hranice úderu a ukončení příkopu, s. 499–502
  19. ^ German et al. 2006, s. 3–4
  20. ^ Contreras ‐ Reyes et al. 2011, Obr. 1, s. 2; [6], s. 2
  21. ^ Contreras ‐ Reyes et al. 2011, 4:12; 14:38
  22. ^ Stratford a kol. 2015, str. 6, Geologické prostředí
  23. ^ Peirce & Watts 2010 „Kolize příkopu Louisville Ridge – Tonga, s. 9–11; 3, str. 10
  24. ^ Timm a kol. 2013, str. 2
  25. ^ Worthington a kol. 2006, Abstrakt
  26. ^ Worthington a kol. 2006, str. 686–687
  27. ^ Hill & Glasby 1996, Abstrakt; Morfologie a seismické důkazy, s. 21–24
  28. ^ Hill & Glasby 1996, str. 20

Zdroje

Souřadnice: 22 ° 56'41 ″ j. Š 174 ° 43'59 ″ Z / 22,94472 ° j. Š. 174,73306 ° z / -22.94472; -174.73306