Rów Tonga - Tonga Trench

Tonga Trench stanowi północną połowę systemu subdukcji Tonga-Kermadec, który rozciąga się na 2550 km (1580 mil) między Nową Zelandią i Tongą.

Tonga Trench jest rów oceaniczny położony w południowo-zachodniej części Oceanu Spokojnego . Jest to najgłębszy rów na półkuli południowej i drugi najgłębszy na Ziemi. W tym miejscu występuje największa prędkość płyt tektonicznych na Ziemi, ponieważ płyta pacyficzna jest subdukowana w wykopie na zachód.

Kiedy misja Apollo 13 została przerwana w 1970 roku po eksplozji w zbiorniku z tlenem, gdy statek kosmiczny powrócił na Ziemię, jego radioizotopowy generator termoelektryczny rozpadł się w atmosferze, a źródło ciepła zanurzyło się w obszarze Oceanu Spokojnego, który jest albo w lub w pobliżu rowu Tonga. Jednak monitoring atmosfery i oceanu wykazał, że nie doszło do uwolnienia paliwa jądrowego.

Głęboki horyzont

RV Horizon - 1948 używany jako pomocniczy holownik floty USS ATA-180

Najgłębszy punkt rowu Tonga, Horizon Deep 23.25833°S 174.726667°W , ma głębokość 10800 ± 10 m (35 433 ± 33 stopy), co czyni go najgłębszym punktem na półkuli południowej i drugim najgłębszym miejscem na Ziemi po Challengerze Głęboko w rowie Mariana . Jego nazwa pochodzi od statku badawczego Horizon z Scripps Institution of Oceanography , którego załoga znalazła głębię w grudniu 1952 roku. 23°15′30″S 174°43′36″W /  / -23.25833; -174,726667

Jako jeden z najgłębszych rowów hadalowych , osady Horizon Deep zawierają społeczność glisty . Badanie z 2016 r. wykazało, że liczebność osobników w tej społeczności jest sześciokrotnie większa niż w miejscu na krawędzi wykopu ( ok. 6250 m (20 510 stóp)) w pobliżu głębin i że różnica w biomasie między tymi lokalizacjami jest równa większy. Z drugiej strony różnorodność gatunkowa jest dwukrotnie większa na zboczu wykopu, prawdopodobnie z powodu niewielkiej liczby gatunków oportunistycznych w wykopie. Dane dotyczące liczebności i biomasy są podobne dla głębin Rowu Mariańskiego, ale znacznie niższe w rowie Peru-Chile .

Zejście z załogą

Głęboko zatapialny statek wsparcia DSSV Spadek ciśnienia i współczynnik ograniczenia DSV na rufie

Rów Tonga i obszar operacyjny zostały zbadane przez statek pomocniczy Deep Submersible Support Vessel DSSV Pressure Drop , za pomocą systemu wielowiązkowej echosondy Kongsberg SIMRAD EM124. Zebrane dane zostaną przekazane na rzecz inicjatywy GEBCO Seabed 2030. Nurkowanie było częścią wyprawy Five Deeps . Celem tej wyprawy jest dokładne zmapowanie i odwiedzenie najgłębszych punktów wszystkich pięciu oceanów świata do końca września 2019 roku.

W ramach ekspedycji Five Deeps, Sirena Deep, sama 5750 km (3570 mil) od Horizon Deep, została odwiedzona przez Victora Vescovo podczas pierwszego załogowego zejścia na dno Sirena Deep w dniu 5 czerwca 2019 r. (w Deep-Submergence Ograniczający współczynnik DSV pojazdu (model Triton 36000/2 podwodny)) i zmierzył głębokość 10 823 m (35 509 stóp) ±10 m (33 stopy) za pomocą bezpośrednich pomiarów ciśnienia CTD . To schodzenie i bezpośredni pomiar głębokości Głębi Sirena miały miejsce miesiąc po czterokrotnym zejściu na dno Głębi Challengera , która również znajduje się około 6000 km od rowu Tonga.

Geologia

System łukowy Tonga-Kermadec

Region między rowem Tonga a zagłębieniem łukowym Lau , Grzbiet Tonga-Kermadec , porusza się niezależnie od płyt australijskich i pacyficznych i jest podzielony na kilka małych płyt: płyty Tonga , Kermadec i Niuafo'ou . Płyta Tonga jest skierowana w stronę rowu Tonga.

System Tonga Trench-Arc jest zdominowanym przez rozszerzenie, nieakkrecyjnym, zbieżnym marginesem. Płyta Pacyfiku jest subdukowana w wykopie na zachód. Szybkość konwergencji oszacowano na 15 cm/rok (5,9 cala/rok), ale pomiary GPS w północnym rowie wskazują na tempo zbieżności na poziomie 24 cm/rok (9,4 cala/rok). Jest to największa prędkość płyty na Ziemi, w wyniku czego jest to najbardziej aktywna strefa sejsmiczności płaszcza Ziemi . Tempo subdukcji zmniejsza się w kierunku południowym wzdłuż łuku Tonga-Kermadec, od 24 cm/rok (9,4 cala/rok) na północy do 6 cm/rok (2,4 cala/rok) na południu, a także staje się bardziej skośne w kierunku południowym. Wysoki wskaźnik w rowie Tonga jest w dużej mierze spowodowany ograniczeniem rozszerzenia w basenie Lau. Rozbudowa skorupy ziemskiej w miocenie Lau-Colville Ridge rozpoczęła się o 6 rano, co zapoczątkowało otwarcie niecki Lau Basin-Havre. Od tego czasu rozszerzenie to rozprzestrzeniło się na południe i rozwinęło się w centrum rozprzestrzeniania się w basenie Lau przed rowem Tonga. W ten sposób nowa skorupa powstaje przed rowami Tonga-Kermadec, podczas gdy stara skorupa jest konsumowana za nią w rowie Tonga.

Lawina płyt pacyficznych

Podczas gdy większość dużych trzęsień ziemi występuje w strefie styku obu płyt tektonicznych, związanych z tarciem podczas subdukcji, inne powstają na płycie pacyficznej z powodu jej wygięcia. Skorupa Pacyfiku, która schodzi do wykopu, jest stara, 100-140 Ma i stosunkowo zimna, dlatego może magazynować dużo energii sprężystej. Gdy dociera w głąb płaszcza, ponad 600 km (370 mil) i napotyka bariery, jest wykrzywiany, co powoduje głębokie trzęsienia ziemi w płaszczu.

do. 500 km (310 mil) pod Północnym Basenem Fidżi , oderwany segment subdukcji płyty australijskiej zderzył się z subdukowaną płytą Pacyfiku, która powoduje wiele trzęsień ziemi na dużą skalę. Subdukowana płyta pacyficzna również ulega deformacji podczas zderzenia, ponieważ obie płyty osadzają się na nieciągłości 660 km . Ta kolizja płyty prawdopodobnie miała miejsce 5–4 milionów lat temu, kiedy basen Lau zaczął się otwierać.

Rowy oceaniczne są ważnymi miejscami tworzenia się skorupy kontynentalnej i recyklingu materiału z powrotem do płaszcza . Wzdłuż rowu Tonga wytopy pochodzące z płaszcza są przenoszone do systemów łuków wyspowych i gromadzone są głębinowe osady oceaniczne i fragmenty skorupy oceanicznej.

Rów Tonga – przejście do basenu Lau

Na swoim północnym krańcu Rów Tonga zagina się na zachód, tworząc mikropłytki, połączone ze sobą centra rozprzestrzeniania się i strefy deformacji basenu Lau. Ale Rów Tonga ma również kontynuację w nieaktywnym Rowie Vitiaz (na północ od obszaru mapy), z którym utworzył pojedynczy ciągły rów przed otwarciem Basenu Północnego Fidżi (na zachód od obszaru mapy). Koziorożec Seamount (centroprawica) siedzi na wschodnim zboczu rowu.

Północny kraniec rowu Tonga (na 15°10'S) jest prawdopodobnie połączony ze Strefą Złamania Fidżi , podążającą ze wschodu na zachód na północ od Fidżi, ale wykop kończy się złożonym przejściem od subdukcji do ruchu poślizgu, a wzorce sejsmiczności wskazują obecność c. 100 km (62 mil)-szeroka strefa przejściowa, a nie prosty błąd transformacji . W tej strefie lub w jej pobliżu znajduje się potrójne skrzyżowanie grzbiet-kalenica ( 15°37′S 174°52′W / 15,617°S 174,867°W / -15.617; -174.867 ), znane jako potrójne skrzyżowanie króla lub Mangatolu (MTJ), charakteryzujące się deformacją oraz niedawnym i intensywnym wulkanizmem (patrz na przykład Home Reef ). Łuk wulkaniczny Tofua na północnym grzbiecie Tonga rozciąga się na mniej niż 40 km (25 mil) od północnego krańca wykopu.

Na północ od MTJ znajduje się północno-wschodnie centrum rozprzestrzeniania się Lau (NELSC), które przecina północny koniec rowu Tonga i jest jednym z trzech głównych ośrodków rozprzestrzeniania się w północnej części basenu Lau (razem z centrum rozprzestrzeniania Futuna i północno-zachodnim Centrum rozrzutu Lau.) Maksymalna prędkość rozrzutu w NELSC wynosi 94 mm/rok (3,7 cala/rok), ale rozrzut zmniejsza się do zera na obu końcach środka rozsiewu. Całkowite tempo rozprowadzania pomiędzy płytkami z Tonga i Australii wynosi jednak 157 mm/rok (6,2 cala/rok), a zatem muszą istnieć dodatkowe mikropłytki i/lub strefy deformacji. NELSC prawdopodobnie otrzymuje materiały magmowe z hotspotu Samoa . NELSC ma morfologię zbliżoną do wolno rozprzestrzeniających się grzbietów z wieloma gęsto upakowanymi grzbietami i dolinami. Tam, gdzie spotyka się z rowem, między grzbietem Tonga, płytą pacyficzną i płytą australijską rozwija się granica grzbiet-transformacja-transformacja.

Na północny wschód od zakrętu 60° w rowie Tonga dno Pacyfiku jest pełne równoległych linii. Zostały one zinterpretowane jako pozostałości wymarłego centrum rozprzestrzeniającego się ze wschodu na zachód na płycie Pacyfiku, znacznie starszego niż rów Tonga.

Kolizja łańcucha Louisville Seamountmount

Na swoim południowym krańcu ( ok. 26°S) Rów Tonga zderza się z łańcuchem Louisville Seamount Chain , łańcuchem gujotów i gór podwodnych na płycie Pacyfiku, mniej więcej równolegle do łańcucha podwodnego Hawaiian-Emperor na północnym Pacyfiku. Strefa kolizji Louisville migruje na południe z szybkością 18 cm/rok (7,1 cala/rok) z powodu różnicy kąta skośnego między grzbietem Louisville w stosunku do kierunku zbieżności. We wschodniej części basenu Lau centra rozprzestrzeniania się rozprzestrzeniają się na południe w mniej więcej takim samym tempie. Strefa kolizji przesunęła również rów Tonga na północny zachód w stosunku do rowu Kermadec o ok. 1 godz . 50 km (31 mil). Subdukcja Grzbietu Louisville spowodowała znaczną erozję na zewnętrznej krawędzi południowego łuku przedniego Tonga i prawdopodobnie przyspieszyła osiadanie w Rowie Tonga, proces, który czyni Rów Tonga drugim najgłębszym rowem na Ziemi i znacznie głębszym niż Wykop Kermadec.

Najstarsza i najbardziej wysunięta na zachód góra podwodna w Louisville, Osbourn Seamount , znajduje się na krawędzi wykopu, a jej dawny płaski wierzchołek obecnie przechyla się w kierunku wykopu. Na zachód od Osbourn Seamount szeroka strefa uskokowanych bloków spłyca rów o 3000 m (9800 stóp), podczas gdy przyległy łuk przedni jest podwyższony o ok. 1,5 km. 300 m (980 stóp) i pokryta kanionami .

Strefa kolizji Louisville koreluje ze strefą sejsmicznego spokoju wzdłuż rowu Tonga-Kermadec, znaną jako „Luka Louisville”. Ta luka w sejsmiczności wskazuje, że subdukujące góry podwodne hamują lub nawet zapobiegają sejsmiczności w strefach subdukcji, być może poprzez zwiększenie odstępów między trzęsieniami ziemi, ale mechanizm stojący za tym procesem jest słabo poznany.

Dowody geochemiczne sugerują, że łańcuch Louisville subdukuje się pod łukiem Tonga-Kermadec od 4 maja. Badania sejsmiczne zidentyfikowały przepływ płaszcza w kierunku południowym, wzdłuż łuku, który wskazuje, że płaszcz Pacyfiku jest zastępowany przez płaszcz indoaustralijski na zachód od rowu Tonga.

Koryta Osbourna

Koryta Osbourn, położona na 25,5° S na północ od strefy kolizyjnej Louisville Ridge, jest wymarłym grzbietem o długości 900 km (560 mil) położonym w połowie drogi między dwoma dużymi płaskowyżami oceanicznymi na północ i południe od rowu Tonga odpowiednio: Manihiki 1750 km (1090 mil) na północ i Hikurangi 1550 km (960 mil) na południe. Te płaty kiedyś stanowiły część 100 x 10 6  km 3 (3,5 × 10 18  cu ft) Ontong Java -Manihiki-Hikurangi duży magmowych prowincji (LIP). Rozprzestrzenianie się pomiędzy płaskowyżami ustało, gdy Hikurangi zderzyło się z Chatham Rise na wschód od Nowej Zelandii przy 86 mln. Zachodni kraniec koryta Osbourna jest ograniczony przez rów Tonga, a wschodni przez skarpę Wishbone-East Manihiki. Pomiędzy korytem Osbourn jest podzielony na trzy segmenty oddzielone odsunięciami prawoskrętnymi. W pobliżu rowu Tonga na batymetrię tych struktur wpływa wygięcie płyty pacyficznej. ^

Góra Koziorożca

Główny artykuł: Podwodna Góra Koziorożca

Koziorożec Seamount to guyot znajdujący się na wschodniej ścianie północnego rowu Tonga (patrz mapa powyżej). Jest to duży guyot, o szerokości 100 km (62 mil) u podstawy, z niewielką częścią szczytu rafy lub laguny sięgającą 440 m (1440 stóp) poniżej poziomu morza. Zagięcie płyty pacyficznej w rowie Tonga kroi ją obecnie jak bochenek chleba: wewnątrz gujotu równolegle do rowu rozwija się układ horst and graben, który ma tendencje północ-południe ; zachodnie zbocze guju doszło do rowu o głębokości 9 000 m (30 000 stóp) i zaczęło go zasypywać; szczyt Guyot jest przechylony o 1,7° w kierunku wykopu, a jego środek znajduje się zaledwie 45 km (28 mil) od osi wykopu. Oczekuje się, że Góra Koziorożca zostanie całkowicie pochłonięta przez rów w ciągu 500 000 lat.

Zobacz też

Bibliografia

Uwagi

Źródła

Współrzędne : 22°56′41″S 174°43′59″W / 22,94472°S 174,73306°W / -22.94472; -174.73306