Зона Вадати – Бениофф - Wadati–Benioff zone

Схема зоны Вадати – Бениофф с Геологическая служба США
Сечение сейсмичности, Курильские острова зона субдукции, 15 ноября 2006 г., 8,3 млнш мероприятие отмечен звездочкой

А Зона Вадати – Бениофф (также Зона Бениофф-Вадати или же Зона Бениоффа или же Сейсмическая зона Бениофа) является плоским зона сейсмичности соответствует нисходящему плита в субдукция зона.[1] Дифференциальное движение по зоне дает многочисленные землетрясения, очаги которых могут достигать глубины около 670 км (420 миль). Термин был назван в честь двух сейсмологи, Уго Бениофф из Калифорнийский технологический институт и Кию Вадати из Японское метеорологическое агентство, которые самостоятельно открыли зоны.[2]

Землетрясения в зоне Вадати – Бениофф развиваются под вулканические островные дуги и континентальные окраины над активными зонами субдукции.[3] Они могут образоваться скольжением по субдукции. ошибка тяги или поскользнуться на разломах внутри опускающейся плиты в результате изгиба и растяжения, когда плита втягивается в мантию.[4] В глубокофокусные землетрясения вдоль зоны позволяют сейсмологам нанести на карту трехмерную поверхность погружающейся плиты океанической коры и мантии.

Открытие

В 1949 году Хьюго Бениофф представил метод определения приращений упругих деформаций отскока при землетрясениях на конкретном разломе.[5] Он определил, что квадратный корень из энергии землетрясения пропорционален как приращению упругой деформации отскока, так и смещению отскока, и разработал способ определения того, возникла ли серия землетрясений вдоль одной структуры разлома. Его исследования были сосредоточены на Зона субдукции Кермадек-Тонга и южноамериканская зона субдукции, и определили, что в обоих местах очаги землетрясений падают по плоскостям, наклоненным на ~ 45 ° от желобов.[5] Эти плоскости сейсмичности позже были названы зонами Бениоффа или зонами Вадати-Бениофф по Киё Вадати, который в то же время проводил аналогичные наблюдения независимо от Бениоффа.

Структура

Угол падения погружающейся плиты и, следовательно, сейсмической зоны Бениоффа, в основном контролируется отрицательной плавучестью плиты и силами, возникающими при течении астеносфера. Моложе литосфера более горячая и плавучая, что приводит к мелководным зонам Бениоффа, тогда как более древняя литосфера плотнее и холоднее, вызывая более крутые падения.[6] Зона Бениофф простирается от поверхности до глубины до 670 км. Верхняя граница находится прямо под слабыми отложениями в носке клина зоны субдукции, а нижняя граница - там, где происходит переход от хрупкого к пластичному состоянию. Большинство землетрясений происходит при температуре до 1000 ° C. изотерма, внутри плиты, которая еще не нагрелась до температуры окружающей мантии, в которую она погружается.[7] На глубинах ниже толщины литосферы землетрясения больше не вызываются колющий на границе двух плит, потому что астеносфера слабая и не может выдерживать напряжения, необходимые для разлома. В этом районе внутренняя деформация остывшей опускающейся плиты является источником землетрясений. До глубины 300 км реакции дегидратации и образование эклогит являются основными причинами сейсмичности. Ниже 300 км, начиная примерно с изотермы 700 ° C, происходит изменение минералогической фазы от оливин к шпинель происходит, и считается, что это основной механизм землетрясений этих очень глубоких землетрясений.[8]

Двойные зоны Бениоффа

В некоторых случаях зоны субдукции показывают две параллельные поверхности сейсмичности, разделенные десятками километров на промежуточных глубинах (50–200 км).[9] Первым примером этого является расположение вдоль крупнейшего в Японии острова Хонсю, где зона Вадати-Бениофф характеризуется двумя четко очерченными линиями очагов землетрясений с расстоянием между каждой линией 30-40 километров.[10] Исследование глобального распространения двойных зон Бениоффа показало, что они обычны в зонах субдукции по всему миру.[11]

Самая верхняя поверхность сейсмичности находится в коре нисходящей плиты и объясняется реакциями дегидратации в этой океанической коре, приводящими к образованию эклогита. Механизм за нижней зоной сейсмичности, расположенный в верхняя мантия часть нисходящей литосферы все еще обсуждается;[9] глобальная распространенность двойных зон Бениоффа указывает на то, что это должен быть процесс, который обычно происходит в зонах субдукции. Некоторые из предполагаемых механизмов нестабильности включают охрупчивание при дегидратации, вызванное разложением антигорита или хлорита в верхней мантии гидратированного перидотита,[11] и разгибание плиты.[9] Наблюдения из сейсмических исследований показывают, что литосферная мантия на промежуточных глубинах, где встречаются двойные зоны Бениоффа, является сухой, что способствует предложенному механизму разгибания плиты.[9]

Рекомендации

  1. ^ Статьи по Теме. «Зона Бениоффа (сейсмический пояс) - Британская онлайн-энциклопедия». Britannica.com. Получено 2010-03-02.
  2. ^ «Разработка теории [Эта динамическая Земля, USGS]». Pubs.usgs.gov. Получено 2010-03-02.
  3. ^ Langmuir, Charles H .; Брокер, Уолли (22.07.2012). Как построить пригодную для жизни планету: история Земли от Большого взрыва до человечества. п. 298. ISBN  9780691140063.
  4. ^ Зона Бениоффа | Резюме World of Earth Science. Bookrags.com. Получено 2010-03-02.
  5. ^ а б Бениофф, Хьюго (1949). «Сейсмические свидетельства разломного происхождения океанических глубин». Бюллетень Геологического общества Америки. 60 (12): 1837–1866. Bibcode:1949GSAB ... 60.1837B. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1949) 60 [1837: seftfo] 2.0.co; 2.
  6. ^ Keary, P .; Klepeis, K.A .; Вайнс, Ф.Дж. (2012). Глобальная тектоника. Вили-Блэквелл. С. 225–264.
  7. ^ Brodholt, J .; Штейн, С. (1988). «Реологический контроль сейсмичности зоны Вадати – Бениофф» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 15 (10): 1081–1084. Bibcode:1988GeoRL..15.1081B. Дои:10.1029 / gl015i010p01081.
  8. ^ Грин, Х. В. (1994). «Разрешение парадокса глубоких землетрясений». Sci. Являюсь. 271 (3): 64–71. Bibcode:1994SciAm.271c..64G. Дои:10.1038 / scientificamerican0994-64.
  9. ^ а б c d Reynard, B .; Nakajima, J .; Кавакацу, Х. (2010). «Землетрясения и пластическая деформация безводной плиты мантии в двойных зонах Вадати-Бениоффа» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 37 (24): н / д. Bibcode:2010GeoRL..3724309R. Дои:10.1029 / 2010gl045494.
  10. ^ Болт, Брюс (Август 2005 г.), Землетрясения: обновление к столетию 2006 г. - большое событие 1906 г. (Пятое изд.), В. Х. Фриман и компания, стр. 40, 41, 138, 139, ISBN  978-0716775485
  11. ^ а б Brudzinski, M.R .; Thurber, C.H .; Hacker, B.R .; Энгдаль, Э. Р. (2007). «Глобальная распространенность двойных зон Бениоффа». Наука. 316 (5830): 1472–1474. Bibcode:2007Научный ... 316.1472B. Дои:10.1126 / science.1139204. PMID  17556583.