Кіріспе
Теңіз түбінің ұзын және тар ойықтары: Океандық шұңғымалар – мұхит түбінің ұзын, тар топографиялық ойыстары. Олар әдетте кең және айналасындағы мұхит түбінің деңгейінен төмен орналасқан, бірақ ұзындығы мыңдаған шақырымға жете алады. Әлемде шамамен океандық шұңғымалар бар, олардың көп бөлігі Тынық мұхитының айналасында, сондай-ақ Үнді мұхитының шығысында және басқа да бірнеше жерлерде кездеседі. Океанның ең терең жері – Мариана шұңғымасының Челленджер тереңдігінде, теңіз деңгейінен төмен тереңдікте орналасқан. Океандық шұңғымалар – Жердің ерекше плиталық тектоникасының бір белгісі. Олар литосфералық плиталардың бір-біріне қарай жылдамдықпен (бірнеше миллиметрден жылына он сантиметрге дейін) қозғалатын конвергентті шекараларын көрсетеді. Океандық литосфера жыл сайын шамамен шұңғымаларға еніп отырады. Шұңғыма – иілген, субдукцияланатын плитаның басқа литосфералық плитаның астына түсе бастайтын орны. Шұңғымалар әдетте жанартаулық доғаға параллель және одан шамамен қашықтықта орналасқан. Субдукцияланатын плитаның шөгінділерінде тұзбаланған көптеген сұйықтықтар океандық шұңғыма арқылы бетке қайта оралып, лайлы жанартаулар мен суық сіңістерді құрайды. Бұл хемотрофты микроорганизмдерге негізделген бірегей биомдарды қолдайды. Пластмассалық қоқыстар шұңғымаларда жиналып, осы қауымдастықтарға қауіп төндіріп жатыр деген алаңдаушылық бар.
Oceanic trenches are prominent, long, narrow topographic depressions of the ocean floor. They are typically wide and below the level of the surrounding oceanic floor, but can be thousands of kilometers in length. There are about of oceanic trenches worldwide, mostly around the Pacific Ocean, but also in the eastern Indian Ocean and a few other locations. The greatest ocean depth measured is in the Challenger Deep of the Mariana Trench, at a depth of below sea level. Oceanic trenches are a feature of the Earth's distinctive plate tectonics. They mark the locations of convergent plate boundaries, along which lithospheric plates move towards each other at rates that vary from a few millimeters to over ten centimeters per year. Oceanic lithosphere moves into trenches at a global rate of about per year. A trench marks the position at which the flexed, subducting slab begins to descend beneath another lithospheric slab. Trenches are generally parallel to and about from a volcanic arc. Much of the fluid trapped in sediments of the subducting slab returns to the surface at the oceanic trench, producing mud volcanoes and cold seeps. These support unique biomes based on chemotrophic microorganisms. There is concern that plastic debris is accumulating in trenches and threatening these communities.
Географиялық таралуы
Әлемде конвергентті тақта шекаралары шамамен бір-біріне жақын орналасқан. Олар негізінен Тынық мұхитының айналасында орналасқан, бірақ сонымен қатар Үнді мұхитының шығысында, Үнді мұхитының басқа бөліктерінде, Атлант мұхитында және Жерорта теңізінде бірнеше қысқа конвергентті шегінен сегменттер кездеседі. Олар арал аркаларының теңіз жағында және Анд типті орогендерде кездеседі. Әлемде 1,9 млн км² аумақты немесе мұхиттардың шамамен 0,5%-ын қамтитын 50-ден астам ірі мұхит траншеялары бар. Траншеялар геоморфологиялық жағынан ойыстардан ерекшеленеді. Ойыстар – теңіз түбінің тік беткейлері мен жалпақ түбі бар сопақша тұңғиықтар, ал траншеялар V пішіндес профильмен сипатталады. Ішінара толтырылған траншеялар кейде ойыстар деп сипатталады, мысалы, Макран ойысы. Кейбір траншеялар толығымен шөгінділермен көмілген және батиметриялық белгілері жоқ, мысалы, Каскадия субдукциялық аймағы, ол толығымен шөгінділермен толтырылған. Сыртқы түріне қарамастан, мұндай жағдайларда негізгі тектоникалық құрылым әлі де мұхиттық траншея болып табылады. Кейбір ойыстар мұхиттық траншеяларға ұқсас, бірақ басқа тектоникалық құрылымдарға ие. Мысалы, Кіші Антиль аралдарының ойысы – Кіші Антиль аралдары субдукциялық аймағының алдыңғы алабы. Жаңа Каледония ойысы да траншея емес, ол Тонга-Кермадек субдукциялық аймағымен байланысты созылу шөгінді алабы. Сонымен қатар, трансформациялық жарылым аймағындағы бөлініп тұрған алап болып табылатын Кайман ойысы да мұхиттық траншея емес. Траншеялар, жанартаулық доғалар және Вадати-Бениофф аймақтары (жанартаулық доғаның астындағы жер сілкінісі аймақтары) конвергентті тақта шекараларын және олардың терең көріністерін – субдукциялық аймақтарды анықтауға көмектеседі. Бұл жерде екі тектоникалық тақта бір-біріне жыл сайын бірнеше миллиметрден астам жылдамдықпен жақындасады. Кем дегенде, бір тақта мұхиттық литосфера болып табылады және ол екінші тақтаның астына еніп, Жердің мантиясында қайта өңделеді. Траншеялар континенттік соқтығысу аймақтарымен, мысалы, Гималаймен байланысты, бірақ олардан ерекшеленеді. Траншеяларға қарағанда, континенттік соқтығысу аймақтарында континенттік қабық субдукциялық аймаққа кіреді. Құрлықтық қабық траншеяға кіргенде, субдукция тоқталып, аймақ континенттік соқтығысу аймағына айналады. Соқтығысу аймақтарымен байланысты траншеяларға ұқсас белгілер бар. Мұндай белгілердің бірі – шеткі форленд алабы, шөгінділермен толы тереңдік. Шеткі форленд алаптарының мысалдарына Ганг өзенінің және Тигр-Эвфрат өзендері жүйесінің су тасқыны алаптары жатады.
"Тренш" терминінің тарихы
Қазандар 1940-1950 жылдар аралығында ғана анықталды. Океанның батиметриясы 1872–1876 жылдардағы «Челленджер» экспедициясына дейін толыққанды зерттелмеген еді, ол терең мұхиттың 492 нүктесінен өлшемдер алды. Экспедиция 225-ші станцияда қазір Мариана қазанының оңтүстік бөлігі деп белгілі Челленджер тұңғиығын ашты. 19-шы ғасырдың соңы мен 20-шы ғасырдың басында континенттер арасында теңіз түбіне трансатлантикалық телеграф кабельдерін төсеу батиметрияны жақсартуға қосымша түрткіс берді. «Қазан» термині, қазіргі мағынасында теңіз түбіндегі айқын, созылған ойыс ретінде, алғаш рет Джонстонның 1923 жылғы «Океанографияға кіріспе» оқулығында қолданылды. 1920-1930 жылдары Феликс Андриес Венинг Майнез жаңадан жасалған гравиметрді пайдаланып, суасты кемесінен қазан аймақтарындағы гравитацияны өлшеді. Ол аралдық доғалардың жанындағы теріс гравитациялық аномалиялар белдеулерін түсіндіру үшін тектогендік гипотезаны ұсынды. Бұл гипотезаға сәйкес, белдеулер – қыртыстың астындағы конвекциялық ағындардан пайда болған жеңіл қыртыс тау жыныстарының төмен қарай қозғалатын аймақтары еді. Тектогендік гипотезаны Григгс 1939 жылы екі айналмалы барабанға негізделген аналогтық модельді қолдана отырып, одан әрі дамытты. Гарри Хаммонд Гесс геологиялық талдау негізінде бұл теорияны маңызды түрде қайта қарастырды. Тынық мұхитындағы Екінші дүниежүзілік соғыс батиметрияның, әсіресе Батыс Тынық мұхитындағы зерттеулердің үлкен жетістіктеріне әкелді. Осы жаңа өлшемдердің нәтижесінде тереңдіктердің сызықтық сипаты анық көрінді. 1950-1960 жылдары эхолоттардың кеңінен қолданылуына байланысты терең теңізді зерттеу жұмыстары қарқынды дамыды. Бұл жұмыстар «қазан» терминінің морфологиялық маңыздылығын растады. Маңызды қазандар анықталды, үлгілер алынып, сонар арқылы картаға түсірілді. Қазанды зерттеудің бастапқы кезеңі 1960 жылы «Батискаф Триестінің» Челленджер тұңғиығының түбіне сүңгігенімен жеке шыңына жетті. Роберт С. Диц пен Гарри Хесс 1960 жылдардың басында теңіз түбінің таралуы гипотезасын жариялағаннан кейін және 1960 жылдардың соңындағы плиталық тектоника революциясынан кейін мұхиттық қазан плиталық тектоника теориясындағы маңызды ұғымға айналды.
Морфология
Океандық шұңғымалар кең және асимметриялық V пішіндес, шұңғыманың ішкі (үстіңгі) жағында тік беткей (8-ден 20 градусқа дейін) және шұңғыманың сыртқы (субдукциялық) жағында көлбеу беткей (шамамен 5 градус) болады. Шұңғыманың түбі субдукцияланатын және үстіңгі тақталар арасындағы шекараны көрсетеді, ол базалық тақта шекаралық сырғанысы немесе субдукциялық декольман деп аталады. Шұңғыманың тереңдігі мұхиттық литосфераның шұңғымаға енуін бастаған кездегі бастапқы тереңдігіне, плитаның ену бұрышына және шұңғымадағы шөгінділер мөлшеріне байланысты. Бастапқы тереңдік және субдукция бұрышы ескі мұхиттық литосфера үшін үлкен, бұл Батыс Тынық мұхитының терең шұңғымаларында көрінеді. Мұнда Мариан және Тонга-Кермадек шұңғымаларының түбі теңіз деңгейінен төмен. Тынық мұхитының шығысында, субдукцияланатын мұхиттық литосфера әлдеқайда жас, Перу-Чили шұңғымасының тереңдігі шамамен. Тар болса да, мұхиттық шұңғымалар өте ұзын және үздіксіз, жер бетіндегі ең ірі сызықтық ойыстарды құрайды. Жеке шұңғыманың ұзындығы мыңдаған шақырымға жетеді. Көптеген шұңғымалар субдукцияланатын плитаға қарай иіліп, Жердің шар тәрізді геометриясына байланысты дөңгелек пішіндес болады. Шұңғыманың асимметриясы ішкі және сыртқы беткей бұрышын анықтайтын әртүрлі физикалық механизмдерді көрсетеді. Шұңғыманың сыртқы беткей бұрышы оның серпімді қалыңдығымен анықталатын субдукцияланатын плитаның иілу радиусымен анықталады. Мұхиттық литосфера жасымен қалыңдайтындықтан, сыртқы беткей бұрышы субдукцияланатын плитаның жасына байланысты анықталады. Ішкі беткей бұрышы үстіңгі тақта жиегінің тыныштық бұрышымен анықталады. Бұл шұңғыма бойындағы жиі жер сілкіністерін көрсетеді, ол ішкі беткейдің тым тік болуына жол бермейді. Субдукцияланатын плита шұңғымаға жақындағанда, тереңдікке ену алдында сәл жоғары көтеріледі. Нәтижесінде, сыртқы шұңғыма беткейі сыртқы шұңғыма биіктігімен шектеледі. Бұл айқын емес, көбінесе ондаған метр биіктікте және әдетте шұңғыма осінен бірнеше ондаған шақырым қашықтықта орналасқан. Сыртқы беткейдің өзінде, плита шұңғымаға қарай төмен қарай иіле бастағанда, субдукцияланатын плитаның жоғарғы бөлігі сыртқы шұңғыма беткейіне хорст және грабен топографиясын беретін иілу жарықтарымен бұзылады. Бұл иілу жарықтарының пайда болуы мұхиттық қыртыстар немесе ірі теңіз таулары шұңғымаға енген кезде басылады, бірақ иілу жарықтары кіші теңіз тауларын кесіп өтеді. Субдукцияланатын плита жұқа шөгінділермен қапталған жағдайда, сыртқы беткейде көбінесе теңіз түбінің таралу жоталары хорст және грабен жоталарына көлбеу болады.
Though narrow, oceanic trenches are remarkably long and continuous, forming the largest linear depressions on earth. An individual trench can be thousands of kilometers long. Most trenches are convex towards the subducting slab, which is attributed to the spherical geometry of the Earth. The trench asymmetry reflects the different physical mechanisms that determine the inner and outer slope angle. The outer slope angle of the trench is determined by the bending radius of the subducting slab, as determined by its elastic thickness. Since oceanic lithosphere thickens with age, the outer slope angle is ultimately determined by the age of the subducting slab. The inner slope angle is determined by the angle of repose of the overriding plate edge. This reflects frequent earthquakes along the trench that prevent oversteepening of the inner slope. As the subducting plate approaches the trench, it bends slightly upwards before beginning its plunge into the depths. As a result, the outer trench slope is bounded by an outer trench high. This is subtle, often only tens of meters high, and is typically located a few tens of kilometers from the trench axis. On the outer slope itself, where the plate begins to bend downwards into the trench, the upper part of the subducting slab is broken by bending faults that give the outer trench slope a horst and graben topography. The formation of these bending faults is suppressed where oceanic ridges or large seamounts are subducting into the trench, but the bending faults cut right across smaller seamounts. Where the subducting slab is only thinly veneered with sediments, the outer slope will often show seafloor spreading ridges oblique to the horst and graben ridges.
Седименттеу
Қазандықтардың морфологиясы қазандықтағы шөгінділер мөлшеріне байланысты күрт өзгереді. Бұл, Тонга-Кермадек қазандығындағыдей, шөгінділердің іс жүзінде болмауынан бастап, Каскадия субдукциялық аймағындағыдай, шөгінділермен толығымен толуға дейін ауытқып жатады. Шөгінділердің пайда болуы көбінесе қазандықтың континенттік шөгінді көзіне жақындығымен анықталады. Шөгінділердің кең ауқымын Чили қазандығы жақсы көрсетеді. Атакама шөлінің бойында, өте баяу үдемелі процестермен қатар орналасқан Чили қазандығының солтүстік бөлігі шөгінділерге мұқтаж, қазандықтың түбінде 20 метрден бірнеше жүз метрге дейін шөгінділер бар. Бұл қазандықтың тектоникалық морфологиясы мұхит түбінде толыққанды көрінеді. Чили қазандығының орталық бөлігі орташа шөгінділенген, шөгінділер пелагикалық шөгінділерге немесе суға батып жатқан плитаның мұхит түбіне жабысады, бірақ қазандықтың морфологиясы әлі де анық байқалады. Чили қазандығының оңтүстік бөлігі толығымен шөгінділенген, сыртқы көтеріліс пен беткейдің көрінбейтін деңгейге дейін. Толығымен шөгінділенген басқа қазандықтарға қалың шөгінділер жиналған Макран ойысы, шөгінділердің толық жабынған Каскадия субдукциялық аймағы және шөгінділердің астында қалған Суматра субдукциялық аймағының ең солтүстік бөлігі кіреді. Шөгінділер кейде мұхит қазандығының осі бойымен тасымалданады. Чили қазандығының орталық бөлігінде осік арнасы арқылы шөгінділердің көздерінен тасымалдану процесі жүреді. Аляска қазандығында да осындай шөгінділердің тасымалдануы құжатталған. Траншеяға құйылатын өзендерден түсетін шөгінділерден басқа, шөгінділер тектоникалық жағдайларда тік ішкі беткейдегі құлаулар арқылы да пайда болады, көбінесе мега-серпілістік жер сілкіністерінен туындайды. Чили қазандығының орталық бөлігіндегі Reloca құлауы осы процестің мысалы болып табылады.
Эрозиялық және аккрециялық маржалар
Конвергентті шекаралар эрозиялық немесе аккрециялық болып жіктеледі, және бұл траншеяның ішкі беткейінің морфологиясына күшті әсер етеді. Эрозиялық шекаралар, мысалы, Перудің солтүстігіндегі Чили, Тонга-Кермадек және Мариан траншеялары, шөгіндісіз траншеяларға сәйкес келеді. Субдукцияланатын плита үстем плитаның төменгі бөлігінен материалды эрозиялайды, оның көлемін азайтады. Плитаның шеті батып, тіктеліп, қалыпты жарылымдармен бірге болады. Беткей салыстырмалы түрде берік магмалық және метаморфтық тау жыныстарымен негізделген, ол тыныштық бұрышының жоғары деңгейін сақтайды. Барлық конвергентті шекаралардың жартысынан астамы эрозиялық шекаралар болып табылады. Аккрециялық шекаралар, мысалы, Перудің оңтүстігіндегі Чили, Каскадия және Алеут аралдары, орташа немесе көп шөгіндісі бар траншеялармен байланысты. Плита субдукцияланатын кезде шөгінділер үстем плитаның шетіне "жүйкелеп" түсіріледі, аккрециялық клин немесе аккрециялық призма пайда болады. Бұл үстем плитаны сыртқа қарай кеңейтеді. Шөгінділердің беріктігі жеткіліксіз болғандықтан, олардың тыныштық бұрышы эрозиялық шекара траншеяларының ішкі беткейін құрайтын тау жыныстарына қарағанда төменірек болады. Ішкі беткей шөгінділердің араласып жатқан қабаттарымен негізделген. Ішкі беткейдің топографиясы жергілікті массаның ыдырауымен күрделенеді. Каскадияда сыртқы көтеріліс пен траншеяның батиметриялық бейнесі толық шөгіндімен толтырылуына байланысты іс жүзінде жоқ, бірақ ішкі траншеялық беткей күрделі, көптеген итергіш қырқалары бар. Бұл траншеяға құйылатын өзендердің құратын каньондарымен бәсекелеседі. Эрозиялық шекаралардың ішкі траншеялық беткейлерінде сирек итергіш қырқалар кездеседі. Аккрециялық призмалар екі жолмен өседі. Біріншісі – фронтальді аккреция, онда шөгінділер төмен қарай бағытталған плитадан сыпырылып, аккрециялық призманың алдыңғы бөлігіне орналастырылады. Аккрециялық клин өскен сайын, траншеядан алшақтаған ескі шөгінділер литофикацияланады, ал жарылымдар мен басқа құрылымдық ерекшеліктер траншеяға қарай бұрылу арқылы тіктеледі. Аккрециялық призманың өсуінің тағы бір механизмі – субдукцияланған шөгінділердің астыңғы жатыры (базальді аккреция деп те аталады), сонымен қатар кейбір мұхиттық қабықпен бірге субдукциялық деcollement-тің беткі бөліктері бойымен. Калифорнияның Францискан тобы – бұл ежелгі аккрециялық призма ретінде түсіндіріледі, онда астыңғы жатырлар тектоникалық араластар және дуплекс құрылымдар ретінде жазылған.
Жер сілкіністері
Жиі болатын мегатерст жер сілкіністері үлкен көшкіндерді тудыру арқылы қазбаның ішкі беткейін өзгертеді. Бұл көшкіндердің бастапқы және бүйірлік қабырғаларында 20 градусқа дейін еңіспен жартылай дөңгелек іздер қалдырады. Теңіз асты таулары мен сейсмикалық жоталардың қазбаға батып кіруі сейсмикалық жылжуды күшейте түсіп, жер сілкіністерінің күшін азайтуы мүмкін. Алайда, үлкен мөлшердегі шөгінділердің батып кіруі, мегатерст жер сілкіністерін тудыру үшін субдукциялық декольман бойынша жарылыстардың үлкен қашықтыққа таралуына мүмкіндік беруі мүмкін.
Қазандықтарды қайтару
Қазандар уақыт өте тұрақты сияқты көрінеді, бірақ ғалымдар кейбір қазандардың – әсіресе екі мұхиттық тақталардың соқтығысатын субдукциялық аймақтармен байланысты қазандардың – субдукцияланатын тақтаға қарай кері жылғалыстайтынын айтады. Бұл траншеялық кері жылғалыс немесе ілмек шегіну (сондай-ақ ілмек кері жылғалысы) деп аталады және артқы доғалық алаптардың пайда болуының бір түсіндірмесі болып табылады. Тақтаға перпендикуляр күштер (мантиядағы субдукцияланатын тақтаның бөлігі) тақтаның тіктеп кетуіне және соңында беттегі ілмек пен траншеяның қозғалысына жауап береді. Бұл күштер тақтаның геометриясымен өзгертілген мантияға қатысты тақтаның теріс икемділігінен туындайды. Тақтаның ығысуынан кейін болатын көлденең мантия ағынына жауап ретінде үстіңгі тақтадағы созу артқы доғалық алаптың қалыптасуына әкелуі мүмкін.
Қатысушы процестер
Плитаның кері айналу процесінде бірнеше күш қатысады. Екі субдукциялық тақтаның бір-біріне қарсы әрекет ететін екі күш бір-біріне қарсылық көрсетеді. Субдукцияланатын тақта субдукция кезінде қысым тудыратын иілу күшін (FPB) қолданады, ал үстіңгі тақта субдукцияланатын тақтаға қарсы күш (FTS) түсіреді. Тақтаның тартымдылық күші (FSP) тақтаның теріс жүзу қабілетінен туындайды, ол тақтаны тереңірек қабаттарға итереді. Айналадағы мантияның қарсылық күші тақтаның тартымдылық күштеріне қарсы тұрады. 660 км үзілісімен өзара әрекеттесу фазалық өту кезінде жүзу қабілетіне байланысты ауытқуға (F660) себеп болады. Осы күштердің бірегей өзара әрекеті плитаның кері айналуын қамтамасыз етеді. Егер терең тақта бөлігінің қозғалысы беткі тақта бөлігінің төмен қарай жылжуына кедергі келтірсе, плитаның кері айналуы жүзеге асады. Субдукцияланатын тақта теріс жүзу қабілеті күштерінің әсерінен кері батып, шұңғыма жиегінің бетінде кері қарай жылжуына (ретроградацияға) әкеледі. Тақтаның айналасындағы мантияның жоғары көтерілуі артқы доғалы алаптың қалыптасуына қолайлы жағдай жасайды. Сейсмикалық томография плитаның кері айналуына дәлел келтіреді. Нәтижелер мантияда жоғары температуралық аномалияларды көрсетеді, бұл мантияда субдукцияланған материалдың бар екенін көрсетеді. Офиолиттер жоғары қысым және температурадағы тау жыныстарының плитаның кері айналу процесі арқылы тез бетке шығарылуының нәтижесі болып табылады, бұл офиолиттердің экскьюмациясына (бетке шығаруына) мүмкіндік береді. Плитаның кері айналуы әрқашан үздіксіз процесс емес, эпизодтық сипатқа ие. Роллбэктың эпизодтық сипаты субдукцияланатын тақтаның тығыздығының өзгеруімен түсіндіріледі, мысалы, жүзуге қабілетті литосфераның (континент, доға, қырқа немесе плато) пайда болуы, субдукция динамикасының немесе тақта кинематикасының өзгеруі. Субдукцияланатын тақталардың жасы плитаның кері айналуына әсер етпейді. Жақын жердегі континенттердің соқтығысуы плитаның кері айналуына әсер етеді. Континенттік соқтығыстар мантия ағынын және мантия материалдарын сығып шығаруды тудырады, бұл созуға және доғалық шұңғыманың кері айналуына әкеледі. Оңтүстік-Шығыс Тынық мұхиты аймағында көптеген кері айналу оқиғалары болды, нәтижесінде көптеген артқы доғалы алаптар қалыптасты.
Мантаның өзара әсерлері
Мантияның үздіксіздіктерімен өзара әрекеттесулер плитаның кері бұрылуында маңызды рөл атқарады. 660 км тереңдігіндегі үздіксіздікте тоқтау, бетте әсер ететін сору күштерінің нәтижесінде плитаның кері қозғалысын тудырады. Плитаның кері бұрылуы мантияның қайта ағынын тудырады, бұл үстіңгі пластинаның табанындағы серпімді кернеулерден кеңейуге алып келеді. Плитаның кері бұрылу жылдамдығы артқан сайын, айналмалы мантия ағынының жылдамдығы да артады, кеңейу қарқынын үдетеді. Кеңейу қарқыны 410 км және 660 км тереңдігіндегі мантия үздіксіздіктерімен плитаның өзара әрекеттесуі кезінде өзгереді. Плиталар тікелей төменгі мантияға енуі мүмкін, немесе 660 км тереңдігіндегі фазалық өтуге байланысты серпімділік айырмашылығына байланысты тоқтауы мүмкін. 660 км үздіксіздігінде жалпақталған плиталардың нәтижесінде артқа қарай траншеялық жылжудың (2–4 см/жыл) артуы байқалады, мұнда плита төменгі мантияға енбейді. Бұл Жапония, Ява және Изу-Бонина траншеяларына тән. Бұл жалпақталған плиталар өтпелі аймақта уақытша тоқтатылады. Төменгі мантияға келесі орын ауыстыру плитаның тартымды күштерімен немесе термиялық диффузиядан туындаған жылыну мен кеңеюден плитаның тұрақсыздануымен байланысты. Тікелей төменгі мантияға енетін плиталар плитаның кері бұрылу жылдамдығын баяулатады (~1–3 см/жыл), мысалы, Мариан және Тонга аралдары.
Гидротермиялық белсенділік және оған байланысты биомалар
Шөгінділер қазандықтардың түбінде суға батқанда, олардың сұйықтықтарының көп бөлігі шығарылып, қазандықтардың астындағы жарылым арқылы кері жылжып, ішкі беткейде саз жанартаулары мен суық сіңіп кетулер түрінде пайда болады. Метан клатраттары мен газ гидраттары да ішкі беткейде жиналады, олардың ыдырауы жаһандық жылынуға себеп болуы мүмкін деген алаңдаушылық бар. Саз жанартаулары мен суық сіңіп кетулерден шығарылатын сұйықтықтар метан мен күкірттегіш газға бай, бұл ерекше қазандық биомасының негізін құрайтын хемотрофты микроорганизмдерге химиялық энергия береді. Суық сіңіп кету қауымдастықтары Тынық мұхитының батыс бөлігінде (әсіресе Жапония), Оңтүстік Америка, Барбадос, Жерорта теңізі, Макран және Сунда қазандықтарының ішкі беткейлерінде анықталды. Олар мұндай тереңдікте кездеседі. Challenger Deep-тен алынған экстремофильді Deinococcus геномы экологиялық білім алу және өнеркәсіптік қолдану мүмкіндіктері үшін зерттелді. Қазандықтар мұхит түбіндегі ең төменгі нүктелер болғандықтан, пластикалық қоқыстар қазандықтарда жиналып, нәзік қазандық биомасына қауіп төндіруі мүмкін деген алаңдаушылық бар.