Subductie: het zinken van tektonische platen

Subductie, Latijn voor "gedragen onder", is een term die wordt gebruikt voor een specifiek type plaatinteractie. Het gebeurt wanneer de ene lithosferische plaat de andere ontmoet - dat wil zeggen in convergente zones- en de dichtere plaat zakt in de mantel.

Continenten bestaan ​​uit rotsen die te drijvend zijn om veel verder dan ongeveer 100 kilometer diep te worden gedragen. Dus wanneer een continent een continent ontmoet, vindt er geen subductie plaats (in plaats daarvan botsen de platen en worden ze dikker). Echte subductie gebeurt alleen bij oceanische lithosfeer.

Wanneer oceanisch lithosfeer ontmoet continentale lithosfeer, het continent blijft altijd bovenaan terwijl de oceanische plaat ondergaat. Wanneer twee oceanische platen elkaar ontmoeten, subducteert de oudere plaat.

Oceanische lithosfeer wordt heet en dun gevormd op ruggen in het midden van de oceaan en groeit dik naarmate meer gesteente eronder hard wordt. Terwijl het zich van de bergkam verwijdert, koelt het af. Rotsen krimpen naarmate ze afkoelen, dus de plaat wordt dichter en zit lager dan jongere, warmere platen. Daarom, wanneer twee platen samenkomen, heeft de jongere, hogere plaat een rand en zinkt niet.

Oceanische platen drijven niet op de asthenosfeer zoals ijs op water - het zijn meer vellen papier op water, klaar om te zinken zodra één rand het proces kan starten. Ze zijn zwaartekracht instabiel.

Zodra een plaat begint te subducteren, neemt de zwaartekracht het over. Een aflopende plaat wordt meestal een "plaat" genoemd. Waar zeer oude zeebodem wordt ondergedompeld, de plaat valt bijna recht naar beneden, en waar jongere platen worden afgetrokken, daalt de plaat ondiep hoek. Subductie, in de vorm van zwaartekracht "slab pull", wordt beschouwd als de grootste drijvende kracht platentektoniek.

Op een bepaalde diepte draait de hoge druk de basalt in de plaat tot een dichtere rots, eclogiet (dat wil zeggen een veldspaat-pyroxeen mengsel wordt granaat-pyroxeen). Dit maakt de plaat nog meer gretig om af te dalen.

Het is een vergissing om subductie voor te stellen als een sumowedstrijd, een platenstrijd waarbij de bovenste plaat de onderste naar beneden dwingt. In veel gevallen lijkt het meer op jiu-jitsu: de onderste plaat zinkt actief als de bocht erlangs voorkant werkt achteruit (plaat rollback), zodat de bovenste plaat daadwerkelijk over de onderste wordt gezogen bord. Dit verklaart waarom er in subductiezones vaak strekzones of extensie van de aardkorst zijn in de bovenplaat.

Waar de subducterende plaat naar beneden buigt, vormt zich een diepzeesleuf. De diepste hiervan is de Mariana Trench, op meer dan 36.000 voet onder zeeniveau. Loopgraven vangen veel sediment op van nabijgelegen landmassa's, waarvan een groot deel samen met de plaat wordt afgevoerd. In ongeveer de helft van de loopgraven van de wereld wordt een deel van dat sediment in plaats daarvan afgeschraapt. Het blijft bovenop als een wig van materiaal, bekend als een opzettelijke wig of prisma, zoals sneeuw voor een ploeg. Langzaam wordt de greppel offshore geduwd terwijl de bovenplaat groeit.

Zodra de subductie begint, worden de materialen bovenop de plaat - sedimenten, water en delicate mineralen - meegesleurd. Het water, dik met opgeloste mineralen, stijgt in de bovenste plaat. Daar komt deze chemisch actieve vloeistof in een energetische cyclus van vulkanisme en tektonische activiteit. Dit proces vormt boogvulkanisme en wordt ook wel de subductiefabriek genoemd. De rest van de plaat blijft dalen en verlaat het rijk van de platentektoniek.

Subductie vormt ook enkele van de krachtigste aardbevingen op aarde. Platen verdubbelen normaal gesproken met een snelheid van enkele centimeters per jaar, maar soms kan de korst blijven plakken en spanning veroorzaken. Dit slaat potentiële energie op, die zichzelf loslaat als een aardbeving wanneer het zwakste punt langs de breuk breekt.

Subductie-aardbevingen kunnen zeer krachtig zijn, zoals de fouten ze komen langs en hebben een zeer groot oppervlak om spanning op te hopen. De Cascadia Subduction Zone voor de kust van Noordwest-Noord-Amerika is bijvoorbeeld meer dan 600 mijl lang. Een aardbeving met een omvang van ~ 9 vond plaats in deze zone in 1700 na Christus, en seismologen denken dat het gebied binnenkort een andere kan zien.

Door subductie veroorzaakt vulkanisme en aardbevingsactiviteiten komen vaak voor langs de buitenranden van de Stille Oceaan in een gebied dat bekend staat als de Pacific Ring of Fire. In feite heeft dit gebied de acht krachtigste aardbevingen ooit geregistreerd en is de thuisbasis van meer dan 75 procent van 's werelds actieve en slapende vulkanen.

Bewerkt door Brooks Mitchell