Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Морской хребет вблизи океанической траншеи
Seafloor ridge near an oceanic trench
Внешний вздув траншеи, внешний подъем траншеи или внешний вал – это слабо выраженный хребет на морском дне вблизи океанической траншеи, где опускающаяся плита начинает изгибаться и трескаться в преддверии погружения в мантию в зоне субдукции. Литосфера поднимается вверх под воздействием напряжений в плитах и не находится в изостатическом равновесии (следует отличать от "внешнего хребта" переддуговой зоны).
The outer trench swell, outer trench high, or outer rise is a subtle ridge on the seafloor near an oceanic trench, where a descending plate begins to flex and fault in preparation for its descent into the mantle at a subduction zone. The lithosphere is bent upwards by plate stresses, and is not in isostatic equilibrium (distinguish from the "outer ridge" of a forearc).
Характеристики
Как правило, гравитационное поле над внешним поднятием примерно на 50 мГал (0,5 мм/с²) выше, чем ожидается на основании изостазии, в то время как гравитация над желобом примерно на 200 мГал (2 мм/с²) ниже ожидаемой по изостатическим расчетам. Изгиб плиты связан с растяжением в верхних 20 км, и мелкие землетрясения, вызванные разрывными деформациями, обусловленными опусканием океанической плиты, являются обычным явлением; ежегодно происходит около 20 протяженных землетрясений с магнитудой 5 или более. Большинство осей растяжения перпендикулярны желобу, независимо от направления относительного движения между двумя плитами, что указывает на то, что разрушение контролируется напряжениями изгиба в плите. Изгиб плиты также вызывает более глубокие (до 50 км) землетрясения, обусловленные сжатием. Длина волны и амплитуда этого изгиба могут быть использованы для определения напряженного состояния в зоне соприкосновения плит. Ширина внешнего поднятия напрямую связана с гибкой жесткостью литосферы. Толщина упругой литосферы варьируется от 20 до 30 км для большинства профилей желобов. Разломы, связанные с изгибом плиты и ступенчатым погружением опускающейся плиты в желоб, могут позволить морской воде проникать глубоко в кору и, возможно, в верхнюю мантию. Это может привести к масштабному образованию серпентинита в верхней мантии опускающейся плиты (Ranero et al., 2003). Разломление опускающейся плиты приводит к образованию структуры горста и грабена, что позволяет осадкам, достигающим желоба, отлагаться в грабенах и уноситься вниз. Эти разломы также разрушают подводные горы по мере их приближения к желобу. Основной механизм фронтальной эрозии может отражать сочетание эффектов прорытия подводными горами, массовой потери материала и транспортировки в желоб, отложения в грабене на опускающейся плите и погружения в мантию. Внешние поднятия желобов – это передовые рубежи геонауки, и многое о них еще предстоит узнать. Недавно вулканы были обнаружены на ~135-миллионной Тихоокеанской плите к востоку от Японии (Hirano et al., 2006). Эти небольшие щелочные вулканы представляют собой небольшие проценты расплава астеносферы, которые используют разломы литосферы, связанные с изгибом, для достижения морского дна. Хирано и др. (2006) предположили, что эти небольшие вулканы извергались вдоль литосферных трещин в ответ на изгиб плиты во время субдукции. Если разломы, связанные с изгибом, и серпентинизация являются важным процессом под внешними поднятиями желобов, то, вероятно, на этих поднятиях также имеются многочисленные низкотемпературные гидротермальные источники, подобные тем, что находятся в Lost City (гидротермальном поле).
Typically, the gravity field over the outer swell is about 50 mGal (0.5 mm/s²) higher than expected from isostasy, while gravity over the trench is about 200 mGal (2 mm/s²) less than that expected from isostatic considerations. The bending of the plate is associated with tension in the upper 20 km, and shallow earthquakes, caused by tensional failure induced by the downward bending of the oceanic plate are common; about 20 extensional outer rise earthquakes with magnitude 5 or greater occur annually. Most tension axes are perpendicular to the trench, independent of the direction of relative motion between the two plates, indicating that failure is controlled by bending stresses in the plate. Plate bending also causes deeper (down to 50 km) earthquakes due to compression. The wavelength and amplitude of this flexure can be used to constrain the state of stress across the plate boundary. The width of the outer rise is directly related to the flexural rigidity of the lithosphere. The thickness of the elastic lithosphere varies between 20 and 30 km for most trench profiles. Faulting related to plate bending and stair stepping of the descending slab into the trench may allow seawater to infiltrate deep into the crust and perhaps upper mantle. This may lead to large scale formation of serpentinite in the upper mantle of the downgoing plate (Ranero et al., 2003). Faulting of the downgoing plate results in a horst and graben structure that allows sediment that reaches the trench to be deposited in graben and carried downward. This faulting also breaks up seamounts as they approach the trench. The principal mechanism of frontal erosion may reflect combined effects of seamount tunneling, mass wasting and transport to the trench, deposition in a graben on the downgoing plate, and descent into the mantle. Outer trench swells are geoscientific frontiers and much remains to be learned about them. Recent volcanoes have been discovered on ~135 million year old Pacific Plate east of Japan (Hirano et al., 2006). These small alkalic volcanoes are small percent melts of asthenosphere that exploit bending related lithospheric faults to reach the seafloor. Hirano et al., (2006) proposed that these small volcanoes erupted along lithospheric fractures in response to plate flexure during subduction. If bending related faulting and serpentinization is an important process beneath outer trench swells, there are probably also abundant low temperature hydrothermal vents on the swells, similar to those of the Lost City (hydrothermal field).