Манильский жёлоб: геология и особенности строения

Введение

Океанический желоб в Южно-Китайском море, к западу от Лусона и Миндоро на Филиппинах.

Манильский желоб – это океанический желоб в Тихом океане, расположенный к западу от островов Лусон и Миндоро на Филиппинах. Глубина желоба достигает примерно 6000 метров, в отличие от средней глубины Южно-Китайского моря, составляющей около 3000 метров. Он образован в результате субдукции, при которой плита Сунды (часть Евразийской плиты) опускается под Филиппинский мобильный пояс, формируя этот почти N-S ориентированный желоб. Конвергентная граница обрывается на севере в Тайваньской зоне столкновения, а на юге – в районе террана Миндоро (блок Сулу-Палаван сталкивается с юго-западной частью Лусона). Это область, характеризующаяся отрицательными гравитационными аномалиями. Манильский желоб связан с частыми землетрясениями, а зона субдукции является причиной вулканического пояса на западной стороне филиппинского острова Лусон, включающего гору Пинатубо. Скорость схождения между Филиппинским мобильным поясом и плитой Сунды оценивалась с использованием GPS-измерений и варьируется от ~50+ мм/год на Тайване до 100 мм/год вблизи Северного Лусона, ~50 мм/год вблизи Замбалеса и ~20+ мм/год вблизи острова Миндоро. Блокировка плит между плитой Сунды и Лузоном составляет около 1% сцепления, практически отсутствует, как показывают эластичные блочные модели, что указывает на то, что желоб поглощает конвергенцию Филиппинского мобильного пояса и Евразийской плиты.

Структура Манильской траншеи

Манильская впадина образовалась в результате субдукции Евразийской плиты под Филиппинскую морскую плиту, начавшейся в среднем миоцене (22–25 миллионов лет назад). Характерной особенностью этой границы плит является постепенный переход от нормальной субдукции (на южной окраине) к коллизионному режиму (на северной окраине), который обуславливает Тайваньскую орогенез. Угол наклона субдуцирующей плиты также увеличивается с юга на север в северной части впадины. Структура северной Манильской впадины была всесторонне изучена. Для этого региона характерны низкая аномалия свободного гравитационного поля, батиметрическая депрессия и изменение геометрии оси впадины от выпуклой к вогнутой (что является уникальной особенностью этого местоположения). Гравитационная аномалия показывает, что плотность субдуцированной коры составляет 2,92 г/см³, в то время как плотность окружающей коры Южно-Китайского моря ниже – 2,88 г/см³. Подводные горы, субдуцированные под Манильскую впадину, демонстрируют некоторые заметные признаки деформации. Хорошо развитые надвиги, микротрещины и гравитационный коллапс обнаружены в аккреционном клине Манильской впадины. Эти признаки присутствуют только вблизи субдуцированных подводных гор и отсутствуют там, где их нет. Аккреционный клин Манильской впадины расширяется в направлении севера, поскольку южная часть маргинального участка накапливает больше осадочных отложений, чем северная. Считается, что осадочные отложения, заполняющие впадину, поступают из зоны коллизии Тайваньской орогенезы или формируются под действием гравитационных процессов. Граница последовательности t0 представляет собой несогласие между гемипелагическими отложениями и перекрывающими их отложениями, заполняющими впадину. Эта поверхность уменьшается в уклоне и толщине при движении с юга на север вдоль края. Предполагается, что северная часть t0 поднята, что объясняет уменьшение ее уклона. Северная часть края разделена на 3 зоны, представляющие различные типы разломов: зону нормальных разломов (NFZ), прото-надвиговую зону (PTZ) и зону надвигов (TZ). В NFZ много нормальных разломов, часто перекрытых отложениями, заполняющими впадину. Считается, что эта зона образовалась в результате изгиба литосферы, вызванного процессами субдукции (что приводит к гравитационному скольжению и разломам). PTZ представляет собой переходную зону между экстенсиональной и компрессионной средами вдоль Манильской впадины. Эта область увеличивает свою компрессионную мощность по мере приближения к аккреционной призме впадины. PTZ также демонстрирует слепые надвиги и складки (по сути, погребенные складки и разломы). Предполагается, что эти надвиги образовались вдоль ранее существовавших нормальных разломов. Эти слепые надвиги представляют потенциальную опасность, поскольку они являются вероятными причинами землетрясений высокой магнитуды и, как следствие, крупномасштабных цунами.

The Manila Trench was formed by the subduction of the Eurasian Plate underneath the Philippine Sea Plate, which initiated during the Middle Miocene (22 25 million years ago). A characteristic feature of this plate boundary is the gradual change from normal subduction (on the southern margin) to a collisional regime (on the northern margin) which produces the Taiwan orogeny. The dip angle of the subducting plate also increases from south to north in the northern section of the trench. The structure of the northern Manila Trench has been studied extensively. This region is characterized by low free air gravity anomaly, bathymetric depression, and a change of convex to concave trench axis geometry (which is a feature unique to this location). The gravity anomaly shows that the subducted crust has a density of 2.92 g/cm3, whereas the surrounding South China Sea crust has a lower density of 2.88g/cm3. Seamounts subducted under the Manila Trench have shown to produce some notable deformation features. Well developed back thrust faults, microfractures and gravitational collapse are found in the accretionary wedge of the Manila Trench. These features are only present proximal to subducted seamounts, and absent where there are no subducted seamounts. The accretionary wedge of the Manila Trench broadens going north; seeing as the southern section of the margin accumulates more trench fill sediments than the north. The trench fill sediments are thought to be sourced from the collisional zone of the Taiwan orogeny or by gravity controlled processes. The sequence boundary ‘t0’ represents the unconformity between the hemipelagic sediments and overlying trench fill sediments. This surface lessens in slope and decreases in thickness going from south to north along the margin. The northern part of the ‘t0’ is thought to be uplifted, explaining its decrease in slope. The northern section of the margin is split into 3 zones representing distinct faulting types; the normal fault zone (NFZ), the proto thrust zone (PTZ) and the thrust zone (TZ). The NFZ has many normal faults, often covered by the trench fill sediments. This zone has thought to have been formed by the bending of the lithosphere resulting from subduction processes (causing gravity sliding and faulting). The PTZ represents the transitional zone between the extensional and compressional environments along the Manila Trench. This region increases in compressional strength as it approaches the accretionary prism of the trench. The PTZ also displays blind thrust faults and folds (essentially buried folds and faults). It has been suggested that these thrust faults originated along preexisting normal faults. These blind thrust faults present potential danger as they are likely candidates for the causes of high magnitude earthquakes, and in effect large scale tsunamis.

Опасности в Манильской траншеи

Прогнозируется возникновение цунами, инициированного в Манильской впадине, сопоставимого по масштабу с цунами 2004 года в Южной Азии. Источник этого цунами будет находиться очень близко к побережью Тайваня (~100 км). Землетрясение, вызвавшее это событие, по прогнозам, достигнет магнитуды 9,35 (превышающей магнитуду 9,1–9,3 землетрясения 2004 года в Суматре). Это мощное землетрясение, которое станет вторым по силе за всю историю наблюдений, будет иметь общую длину 990 км и максимальную высоту волны 9,3 метра. Это событие вызовет серьезные наводнения, особенно на Тайване, и может затронуть районы на расстоянии до 8,5 км от берега. Прогнозируемое цунами достигнет южного побережья Таиланда примерно через 13 часов, а Бангкока – через 19 часов. Эта катастрофа также затронет Филиппины, Вьетнам, Камбоджу и Китай. Последним крупным событием, произошедшим в Манильской впадине, было двойное землетрясение в Пингтуне в 2006 году. Эти землетрясения магнитудой 7,0 имели сдвиг в 8 минут и вызвали 40-сантиметровое цунами, которое оказалось самым крупным цунами, зафиксированным на юго-западном побережье Тайваня. Эпицентры этих двойных землетрясений располагались в северной части Манильской впадины.

Значительные землетрясения

Это список значительных землетрясений, связанных с Манильской впадиной. Год Местоположение Моментная магнитуда Пострадавшие 1924 Оффшорно Лусон, западнее Илиоилио 6.7 1934 Оффшорно Лусон, западнее Кабиттогана 7.5 1942 Оффшорно Миндоро, юго-юго-западнее Тайамана 7.4 1948 Оффшорно Лусон, западнее Давилы 7.0 1956 Оффшорно Миндоро, северо-западнее Вава 6.7 1956 Оффшорно Лусон, западнее северо-западнее Давилы 6.4 1972 Лузонский пролив, юго-юго-западнее Хенгчуна 6.7 1972 Оффшорно Миндоро, западнее юго-западнее Палуана 7.5 1985 Лусон, востоко-северо-восточнее Санто-Кристо 7.0 1987 Оффшорно Лусон, севернее Дагупана 6.9 1999 Оффшорно Лусон, западнее северо-западнее Болитока 7.1 6 погибших, 40 раненых 2004 Оффшорно Лусон, западнее Талисая 6.5 2021 Оффшорно Лусон, южнее Хукая 6.7 2022 Оффшорно Лусон, юго-восточнее Маривелеса, Батан 6.4

Связанные траншеи

К желобам, связанным с Манильским желобом, относятся Филиппинский желоб, Восточно-Лузонский желоб, Негросский желоб, Сулуский желоб и Котабатоский желоб.