Island Arc - Island arc

Öbågar är långa kedjor av aktiva vulkaner med intensiv seismisk aktivitet som finns längs konvergerande tektoniska plattgränser (som Eldens ring ). De flesta öbågar har sitt ursprung i havskorpan och har härrört från litosfärens nedstigning i manteln längs subduktionszonen . De är det huvudsakliga sättet att uppnå kontinental tillväxt.

De Ryukyu öar bildar en öbåge

Öbågar kan antingen vara aktiva eller inaktiva baserat på deras seismicitet och närvaro av vulkaner . Aktiva bågar är åsar från senaste vulkaner med en tillhörande djup seismisk zon. De har också en tydlig krökt form, en kedja av aktiva eller nyligen utdöda vulkaner, en djuphavsgrav och en stor negativ Bouguer-anomali på den konvexa sidan av vulkanbågen. Den lilla positiva tyngdkraftsanomali som är förknippad med vulkanbågar har tolkats av många författare som på grund av närvaron av täta vulkaniska stenar under bågen. Medan inaktiva bågar är en kedja av öar som innehåller äldre vulkaniska och vulkaniska plastiska stenar .

Den krökta formen hos många vulkaniska kedjor och vinkeln på den nedåtgående litosfären är relaterade. Om den oceaniska delen av plattan representeras av havsbotten på bågens konvexa sida och om böjningszonen uppstår under ubåtgraven , sammanfaller den avböjda delen av plattan ungefär med Benioff -zonen under de flesta bågar.

Plats

De flesta moderna öbågar ligger nära kontinentala marginalerna (främst i Stilla havets norra och västra marginaler). Inga direkta bevis från bågarna visar emellertid att de alltid har funnits på deras nuvarande position med avseende på kontinenterna, även om bevis från vissa kontinentala marginaler tyder på att vissa bågar kan ha migrerat mot kontinenterna under det sena mesozoikum eller tidiga cenozoikum .

Ö -bågarnas rörelse mot kontinenten kan vara möjlig om de gamla Benioff -zonerna någon gång dippade mot det nuvarande havet snarare än mot kontinenten, som i de flesta bågar idag. Detta kommer att ha resulterat i förlust av havsbotten mellan bågen och kontinenten, och följaktligen i bågens migration under spridningspisoder.

De sprickzoner i vilka vissa aktiva öbåge slutar kan tolkas i termer av plattektonik som resulterar från rörelse längs omvandla fel , som är plattmarginaler där skorpan är varken förbrukas eller genereras. Således beror nuvarande plats för dessa inaktiva ökedjor på det nuvarande mönstret för litosfäriska plattor. Emellertid är deras vulkanhistoria, som indikerar att de är fragment av äldre öbågar, inte nödvändigtvis relaterad till det nuvarande plattmönstret och kan bero på skillnader i placeringen av plattmarginaler tidigare.

Tektonisk bildning

Två plattor kolliderar och skapar en öbåge mellan dem i processen.

Att förstå värmekällan som orsakar smältningen av manteln var ett omtvistat problem. Forskare trodde att värmen producerades genom friktion på toppen av plattan. Detta är emellertid osannolikt eftersom viskositeten hos astenosfären minskar med stigande temperatur och vid de temperaturer som krävs för partiell fusion skulle astenosfären ha en så låg viskositet att skjuvsmältning inte kan uppstå.

Man tror nu att vatten fungerar som det primära medlet som driver partiell smältning under bågar. Det har visat sig att mängden vatten som finns i den nedåtgående plattan är relaterad till mantelns smälttemperatur. Ju större mängd vatten som finns, desto mer reduceras mantelns smälttemperatur. Detta vatten frigörs under omvandlingen av mineraler när trycket ökar, med mineralet som bär mest vatten är serpentinit .

Dessa metamorfa mineralreaktioner orsakar uttorkning av den övre delen av plattan när den hydrerade plattan sjunker. Värme överförs också till den från den omgivande astenosfären. När värme överförs till plattan fastställs temperaturgradienter så att astenosfären i närheten av plattan blir svalare och mer viskös än omgivande områden, särskilt nära den övre delen av plattan. Denna mer viskösa astenosfär dras sedan ner med plattan vilket får mindre viskös mantel att strömma in bakom den. Det är växelverkan mellan denna nedbrunnande mantel med vattenhaltiga vätskor som stiger upp från den sjunkande plattan som man tror kommer att producera partiell smältning av manteln när den korsar dess våta solidus. Dessutom kan vissa smältningar bero på uppvärmning av varmt mantelmaterial i mantelkilen. Om varmt material stiger tillräckligt snabbt så att lite värme går förlorad kan tryckminskningen orsaka tryckavlastning eller partiell smältning av dekompression.

På den subdukterande sidan av öbågen finns en djup och smal oceanisk dike, som är spåret vid jordens yta av gränsen mellan de nedåtgående och överordnade plattorna. Denna grävning skapas av den nedåtgående gravitationen av den relativt täta subduktionsplattan på plattans framkant. Flera jordbävningar inträffar längs denna subduktionsgräns med de seismiska hypocentrerna som ligger på ökande djup under öbågen: dessa skalv definierar Benioff -zonen .

Öbågar kan bildas i intra-oceaniska miljöer, eller från fragmenten av kontinental skorpa som har migrerat bort från en angränsande kontinental landmassa eller vid subduktionsrelaterade vulkaner som är aktiva vid kontinentens marginaler.

Funktioner

Ett schematiskt tvärsnitt av en öbåge från gräv till bakbåge

Nedan följer några av de generaliserade funktionerna som finns i de flesta öbågar.

Förbåge : Denna region omfattar skyttegraven, ackretionsprisma och förbåge. En knöl från skyttegraven i havets sida av systemet finns (Barbados i Lilla Antillerna är ett exempel). Förbågebassängen bildas mellan förbågen och öbågen; det är en region med ostörd plattbädds sedimentering.

Skyttegravar : Dessa är de djupaste särdragen i havsbassänger; den djupaste är Marianagraven (cirka 11 000 m eller 36 000 fot). De bildas genom böjning av den oceaniska litosfären och utvecklas på havssidan av öbågar.

Back-arc basin : De kallas också marginella hav och bildas i den inre, konkava sidan av öbågar som avgränsas av backbågsryggar. De utvecklas som svar på spänningstektonik på grund av rifting av en befintlig öbåge.

Benioff-zon eller Wadati-Benioff-zon : Detta är ett plan som sjunker under den överordnade plattan där intensiv vulkanisk aktivitet inträffar, vilket definieras av platsen för seismiska händelser under bågen. Jordbävningar inträffar från nära ytan till ~ 660 km djup. Doppen av Benioff -zoner sträcker sig från 30 ° till nära vertikal.

Ett havsbassäng kan bildas mellan den kontinentala marginalen och öns bågar på bågens konkava sida. Dessa bassänger har en skorpa som antingen är oceanisk eller mellanliggande mellan den normala oceaniska skorpan och den som är typisk för kontinenter; värmeflödet i bassängerna är högre än i normala kontinentala eller oceaniska områden.

Vissa bågar, som aleutierna, passerar i sidled in i kontinentalsockeln på den konkava sidan av bågen, medan de flesta bågarna är separerade från den kontinentala skorpan.

Rörelse mellan två litosfäriska plattor förklarar huvuddragen i aktiva öbågar. Öbågen och det lilla havsbassängen ligger på den överliggande plattan som möter den nedåtgående plattan som innehåller normal oceanisk skorpa längs Benioff -zonen. Den skarpa böjningen av den oceaniska plattan nedåt ger en dike.

Vulkaniska stenar i öns båge

Det finns i allmänhet tre vulkaniska serier från vilka de typer av vulkaniska bergarter som förekommer i öbågar bildas:

• De tholeiitic serien - basalt andesites och andesites .
• Den calc-alkaliska serien - andesites.
• Den alkaliska serien-undergrupper av alkaliska basalter och de sällsynta, mycket höga kaliumbärande (dvs shoshonitiska ) lavorna.

Denna vulkaniska serie är relaterad till subduktionszonens ålder och djupet. Den tholeiitiska magmaserien är väl representerad ovanför unga subduktionszoner som bildas av magma från relativt grunt djup. Calc-alkaline- och alkaline-serierna ses i mogna subduktionszoner och är relaterade till magma av större djup. Andesit och basaltisk andesit är den mest förekommande vulkaniska berget i öbågen, vilket är ett tecken på de kalkalkaliska magmerna. Vissa öbågar har distribuerat vulkaniska serier som kan ses i det japanska öbågssystemet där de vulkaniska bergarterna ändras från toleiit-kalcalkaliskt-alkaliskt med ökande avstånd från diket.

Flera processer är inblandade i bågmagmatism som ger upphov till det stora spektrumet av bergkomposition som man stöter på. Dessa processer är, men inte begränsade till, magmablandning, fraktionering, variationer i djupet och graden av partiell smältning och assimilering. Därför resulterar de tre vulkaniska serierna i ett brett spektrum av bergsammansättning och motsvarar inte absoluta magmatyper eller källregioner.

Lista över moderna öbågar

Exempel på gamla öbågar

Rester av tidigare öbågar har identifierats på vissa platser. Tabellen nedan nämner ett urval av dessa.

Se även

• Bakbåge
• Hög ö
• Vulkanbåge

Referenser