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隐没带

隐没带的图示
胡安·德富卡板块(Juan de Fuca Plate)在卡斯卡迪亚(Cascadia)隐没带之处沉入北美板块的下方。

隐没带(英语:subduction zone),也称俯冲带消减带,指地球的岩石圈中对流的沉降流(downwelling)所在的地区。

隐没带存在于聚合板块边缘(convergent plate boundary)。海洋板块扩张到大陆板块边缘,因为海洋板块较重,会沉入大陆板块之下,形成聚合板块边缘。地球的岩石圈、海洋板块、沉积层以及被困住的水分就是经由隐没带回收到地幔深处的。目前地球是唯一已知有隐没带的行星,金星火星都没有隐没带。但是根据1999年火星全球探勘者号(Mars Global Surveyor)对火星磁场的观察发现,火星早期可能有板块活动,但尚未得到确认。没有隐没作用(subduction),地球也不会是现在的样子。没有隐没带,地壳不会分化出大陆与海洋,所有的固体地球也都会被一个全球性的大海洋所覆盖。

岩石圈地壳加上上部地幔的坚硬部分)与软流圈的密度差造成隐没作用。岩石圈比地幔的软流圈部分的密度要高的时候,岩石圈容易沉入地幔里,形成隐没带;而隐没作用在岩石圈密度比软流圈小的地方会遭到抵抗。岩石圈的密度比其下的软流圈的密度大或是小取决于相关地壳的性质。地壳的密度总是比软流圈或是地幔的岩石圈部分的密度来得小。然而因为大陆地壳总是比海洋地壳厚,密度也总是比海洋地壳小,大陆岩石圈的密度也总是比海洋岩石圈的密度小。海洋岩石圈的密度通常比软流圈大。例外的情况发生在大片的洪流玄武岩(flood basalt),又称为“大型火成岩区(large igneous provinces(简称LIPs))”。

一个大型火成岩区的例子是凯尔盖朗高原:一个位于印度洋洋面下的火山洋脊。为法国所管的凯尔盖朗群岛(或译克革伦群岛)(法语:Îles Kerguelen)(英语:Kerguelen Islands)是凯尔盖朗高原露出海面的部分之一。图为凯尔盖朗群岛。

这类例外的情况会造成海洋地壳极度增厚,浮力太大而无法隐没。当在下沉板块之上的岩石圈浮力太大无法隐没时会产生碰撞,因此有这句常说的话:隐没作用引起造山运动

一般描述

隐没带与地球最深的地震有关。地震通常发生在地壳较浅、较容易碎的部分,深度通常浅于20公里。然而在隐没带发生的地震深度可达到700公里。这些地震的震源勾勒出了一块 向内陆倾斜的地震活动地区,称为Wadati-Benioff带(英语:Wadati-Benioff zone)(中文或称“瓦班氏带”、“班氏带”或“班尼奥夫带”)。Wadati-Benioff带勾勒出了下沉的岩石圈。地震层析成像法(seismic tomography)也帮助人们勾勒出没有地震的地区的下沉的岩石圈。一些隐没的板块似乎没有办法穿透到地幔主要的位于深约670公里的不连续面,而其他一些隐没的海洋板块可以一直穿透到地核与地幔的交界处。位于地幔中深度410公里与670公里的地震不连续面被隐没带深处较冷的下沉板块所扰乱。

隐没作用会形成海沟,例如马里亚纳海沟。海沟处在一个板块开始沉降到另一个板块的地方。隐没带上方的火山通常位在一个弧状链中,如圣赫伦那山及富士山,因此有“火山弧”、“ 岛弧”这些名词。不是所有的“火山弧”都是弧状的,海沟与“弧”可以是直线状的。

参考资料

  • Stern, R.J., 2002, Subduction zones: Reviews of Geophysics, v. 40, 1012, doi: 10.1029/2001RG000108.
  • Stern, R.J., 1998. A Subduction Primer for Instructors of Introductory Geology Courses and Authors of Introductory Geology Textbooks: J. Geoscience Education, 46, 221-228.

外部链接

  • (英文)Animation of a subduction zone.
  • (英文)From the Seafloor to the Volcano's Top Video about the work of the Collaborative Research Center (SFB) 574 Volatiles and Fluids in Subduction Zones in Chile by GEOMAR I Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel.
  • (英文)[1] Realistic animation of plate forming processes beneath divergent plate margins and destruction of lithosphere beneath convergent plate margins (~ 9 minutes long).

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