Triple joncțiune - Triple junction

O joncțiune triplă este punctul în care se întâlnesc limitele a trei plăci tectonice . La joncțiunea triplă, fiecare dintre cele trei limite va fi una din cele trei tipuri - o creastă (R), șanț (T) sau defect de transformare (F) - și joncțiunile triple pot fi descrise în funcție de tipurile de margine a plăcii care se întâlnesc la ele (de ex. Transform-Transform-Trench, Ridge-Ridge-Ridge, sau prescurtat FFT, RRR). Dintre numeroasele tipuri posibile de joncțiune triplă, doar câteva sunt stabile în timp („stabil” în acest context înseamnă că configurația geometrică a joncțiunii triple nu se va modifica prin timpul geologic). Întâlnirea a 4 sau mai multe plăci este, de asemenea, teoretic posibilă, dar joncțiunile vor exista doar instantaneu.

Limitele principale ale plăcii tectonice - creastă (roșie), șanț (verde), transformare (negru) - și joncțiuni triple corespunzătoare (puncte galbene)

Istorie

Prima lucrare științifică care detaliază conceptul de joncțiune triplă a fost publicată în 1969 de Dan McKenzie și W. Jason Morgan . Termenul fusese folosit în mod tradițional pentru intersecția a trei granițe divergente sau crestele de răspândire. Aceste trei limite divergente se întâlnesc în mod ideal la unghiuri de aproape 120 °.

În teoria tectonică a plăcilor în timpul destrămării unui continent, se formează trei limite divergente, care radiază dintr-un punct central (joncțiunea triplă). Una dintre aceste limite divergente ale plăcilor eșuează (vezi aulacogen ), iar celelalte două continuă să se răspândească pentru a forma un ocean. Deschiderea de sud Oceanul Atlantic a început la sud de America de Sud și Africa continente, ajungând la o joncțiune tripla în prezent Golful Guineea , de unde au continuat la vest. Jgheabul Benue care este în tendința NE este brațul eșuat al acestei joncțiuni.

În anii de după, termenul de joncțiune triplă a ajuns să se refere la orice punct în care se întâlnesc trei plăci tectonice.

Interpretare

Proprietățile joncțiunilor triple sunt cel mai ușor de înțeles din punct de vedere pur cinematic în care plăcile sunt rigide și se deplasează deasupra suprafeței Pământului. Nu sunt necesare atunci cunoștințe despre interiorul Pământului sau despre detaliile geologice ale scoarței. O altă simplificare utilă este că cinematicele joncțiunilor triple pe un Pământ plat sunt în esență aceleași cu cele de pe suprafața unei sfere. Pe o sferă, mișcările plăcii sunt descrise ca rotații relative despre polii Euler (vezi Reconstrucția plăcii ), iar mișcarea relativă în fiecare punct de-a lungul unei limite a plăcii poate fi calculată din această rotație. Dar aria din jurul unei joncțiuni triple este suficient de mică (în raport cu dimensiunea sferei) și (de obicei) suficient de departe de polul de rotație, încât mișcarea relativă de-a lungul unei limite poate fi presupusă a fi constantă de-a lungul acestei limite. Astfel, analiza joncțiunilor triple se poate face de obicei pe o suprafață plană cu mișcări definite de vectori.

Stabilitate

Pot fi descrise joncțiuni triple și stabilitatea lor fără a utiliza detaliile geologice, ci pur și simplu prin definirea proprietăților crestelor , șanțurilor și defectelor de transformare implicate, făcând câteva presupuneri simplificatoare și aplicând calcule simple de viteză. Această evaluare se poate generaliza la cele mai reale setări de joncțiune triplă, cu condiția ca ipotezele și definițiile să se aplice în general pe Pământul real.

O joncțiune stabilă este una în care geometria joncțiunii este reținută în timp pe măsură ce plăcile implicate se mișcă. Aceasta plasează restricții privind viteza relativă și orientarea la limita plăcii. O joncțiune triplă instabilă se va schimba odată cu trecerea timpului, fie pentru a deveni o altă formă de joncțiune triplă (joncțiunile RRF evoluează ușor spre joncțiunile FFR), va schimba geometria sau pur și simplu nu sunt fezabile (ca în cazul joncțiunilor FFF).

Presupunând că plăcile sunt rigide și că Pământul este sferic, teorema mișcării lui Leonhard Euler pe o sferă poate fi utilizată pentru a reduce evaluarea stabilității la determinarea limitelor și mișcărilor relative ale plăcilor care interacționează. Presupunerea rigidă se menține foarte bine în cazul scoarței oceanice , iar raza Pământului la ecuator și poli variază doar cu un factor de aproximativ o parte din 300, astfel încât Pământul se apropie foarte bine de o sferă.

McKenzie și Morgan au analizat mai întâi stabilitatea joncțiunilor triple folosind aceste ipoteze cu presupunerea suplimentară că polii Euler care descriu mișcările plăcilor erau astfel încât să se apropie de mișcarea liniei drepte pe o suprafață plană. Această simplificare se aplică atunci când polii Euler sunt distanți de joncțiunea triplă în cauză. Definițiile pe care le-au folosit pentru R, T și F sunt după cum urmează:

• R - structuri care produc litosferă simetric și perpendicular pe viteza relativă a plăcilor de ambele părți (acest lucru nu se aplică întotdeauna, de exemplu în Golful Aden ).
• T - structuri care consumă litosferă doar dintr-o parte. Vectorul vitezei relative poate fi oblic față de limita plăcii.
• F - defecte active paralele cu vectorul de alunecare.

Criterii de stabilitate

Pentru a exista o joncțiune triplă între plăcile A, B și C, trebuie îndeplinită următoarea condiție:

_A v _B + _B v _C + _C v _A = 0

unde _A v _B este mișcarea relativă a lui B față de A.

Această condiție poate fi reprezentată în spațiu de viteză prin construirea unei viteze triunghi ABC unde lungimile AB, BC și CA sunt proporționale cu vitezele _A v _B , _B v _C și _C v _A respectiv.

Trebuie îndeplinite și alte condiții pentru ca joncțiunea triplă să existe stabil - plăcile trebuie să se miște într-un mod care să lase neschimbate geometriile lor individuale. Alternativ, joncțiunea triplă trebuie să se deplaseze în așa fel încât să rămână pe toate cele trei limite ale plăcii implicate.

Aceste criterii pot fi reprezentate pe aceleași diagrame spațiale de viteză în felul următor. Liniile ab, bc și ca unesc puncte în spațiul de viteză, ceea ce va lăsa neschimbată geometria AB, BC și CA. Aceste linii sunt aceleași cu cele care unesc puncte din spațiul de viteză la care un observator s-ar putea mișca la viteza dată și rămâne în continuare la limita plăcii. Când acestea sunt trasate pe diagrama care conține triunghiul vitezei, aceste linii trebuie să se poată întâlni într-un singur punct, pentru ca joncțiunea triplă să existe stabil.

Aceste linii sunt în mod necesar paralele cu limitele plăcii, pentru a rămâne pe limitele plăcii, observatorul trebuie să se deplaseze de-a lungul limitei plăcii sau să rămână staționar pe ea.

• Pentru o creastă , linia construită trebuie să fie bisectoarea perpendiculară a vectorului de mișcare relativă, astfel încât să rămână în mijlocul creastei, un observator ar trebui să se deplaseze la jumătate din viteza relativă a plăcilor de ambele părți, dar s-ar putea deplasa și în direcție perpendiculară de-a lungul limita plăcii.
• Pentru o defecțiune de transformare , linia trebuie să fie paralelă cu vectorul de mișcare relativă, întrucât toată mișcarea este paralelă cu direcția de limită și astfel linia ab trebuie să se așeze de-a lungul AB pentru o defecțiune de transformare care separă plăcile A și B.
• Pentru ca un observator să rămână pe o graniță de șanț , trebuie să meargă de-a lungul loviturii șanțului, rămânând însă pe placa superioară. Prin urmare, linia construită va fi paralelă cu limita plăcii, dar va trece prin punctul din spațiul de viteză ocupat de placa superioară.

Punctul în care se întâlnesc aceste linii, J, dă mișcarea generală a joncțiunii triple față de Pământ.

Folosind aceste criterii se poate arăta cu ușurință de ce joncțiunea triplă FFF nu este stabilă: singurul caz în care trei linii situate de-a lungul laturilor unui triunghi se pot întâlni într-un punct este cazul trivial în care triunghiul are laturile lungimi zero, corespunzătoare la zero mișcare relativă între plăci. Deoarece este necesar ca defecțiunile să fie active în scopul acestei evaluări, o joncțiune FFF nu poate fi niciodată stabilă.

Tipuri

McKenzie și Morgan au stabilit că există 16 tipuri de joncțiune triplă teoretic posibile, deși mai multe dintre acestea sunt speculative și nu au fost neapărat văzute pe Pământ. Aceste joncțiuni au fost clasificate în primul rând după tipurile de întâlniri ale limitelor plăcilor - de exemplu RRR, TTR, RRT, FFT etc. - și în al doilea rând după direcțiile relative de mișcare ale plăcilor implicate. Unele configurații, cum ar fi RRR, pot avea un singur set de mișcări relative, în timp ce joncțiunile TTT pot fi clasificate în TTT (a) și TTT (b). Aceste diferențe în direcția de mișcare afectează criteriile de stabilitate.

McKenzie și Morgan au susținut că dintre aceste 14 sunt stabile, cu configurații FFF și RRF instabile, cu toate acestea, York a arătat mai târziu că configurația RRF ar putea fi stabilă în anumite condiții.

Joncțiuni Ridge-Ridge-Ridge

O hartă a triunghiului Afar din Africa de Est, un exemplu de joncțiune RRR și singura joncțiune triplă de pe Pământ care poate fi văzută deasupra nivelului mării.

O joncțiune RRR este întotdeauna stabilă folosind aceste definiții și, prin urmare, foarte comună pe Pământ, deși, în sens geologic, răspândirea crestei este de obicei întreruptă într-o singură direcție, lăsând o zonă de ruptură eșuată . Există multe exemple ale acestor prezente atât în ​​prezent, cât și în trecutul geologic, cum ar fi deschiderea Atlanticului de Sud cu creste care se răspândesc spre nord și sud pentru a forma creasta Atlanticului Mijlociu și un aulacogen asociat în regiunea Delta Nigerului din Africa. Joncțiunile RRR sunt, de asemenea, frecvente, deoarece riftul de-a lungul a trei fracturi la 120 ° este cel mai bun mod de a ameliora tensiunile de la ridicarea la suprafața unei sfere; pe Pământ, se consideră că stresuri similare cu acestea sunt cauzate de punctele fierbinți ale mantalei despre care se crede că inițiază riftarea pe continente.

Stabilitatea joncțiunilor RRR este demonstrată mai jos - întrucât bisectoarele perpendiculare ale laturilor unui triunghi se întâlnesc întotdeauna într-un singur punct, liniile ab, bc și ca pot fi întotdeauna întâlnite indiferent de viteza relativă.

Joncțiuni Ridge-Trench-Fault

Joncțiunile RTF sunt mai puțin frecvente, o joncțiune instabilă de acest tip (un RTF (a)) se crede că a existat la aproximativ 12 Ma la gura Golfului California, unde creșterea din Pacificul de Est se întâlnește în prezent cu zona de defecțiune San Andreas . Microplăcile din Guadelupa și Fallaron erau subductate anterior sub placa nord-americană, iar capătul nordic al acestei limite se întâlnea cu defectul San Andreas . Materialul pentru această subducție a fost furnizat de o creastă echivalentă cu creșterea modernă din Pacificul de Est ușor deplasată spre vestul șanțului. Deoarece creasta însăși a fost subductată, a existat momentan o joncțiune triplă RTF, dar subducția creastei a făcut ca litosfera subductată să se slăbească și să se „rupă” de la punctul de joncțiune triplă. Pierderea tragerii plăcii cauzată de detașarea acestei litosfere a pus capăt joncțiunii RTF dând sistemul actual de creastă - defect. Un RTF (a) este stabil dacă ab trece prin punctul din spațiul de viteză C sau dacă ac și bc sunt coliniare.

Joncțiuni Trench-Trench-Trench

O joncțiune TTT (a) poate fi găsită în centrul Japoniei, unde placa eurasiatică înlocuiește plăcile filipineze și Pacificul , placa filipineză învingând și Pacificul. Aici, tranșeaua Japoniei se ramifică efectiv pentru a forma arcurile Ryukyu și Bonia . Criteriile de stabilitate pentru acest tip de joncțiune sunt fie ab și ac formează o linie dreaptă, fie că linia bc este paralelă cu CA.

Exemple

Nootka Falia la intersecția triplă a plăcii din America de Nord , The Plate , Explorer , iar Juan de Fuca

• Intersecția Mării Roșii , Golful Aden și Riftul Africii de Est centrate în Triunghiul Afar ( Triple Junction Afar ) este singura intersecție triplă Ridge-Ridge-Ridge (RRR) deasupra nivelului mării.
• Rodrigues Triple Junction este o triplă joncțiune RRR în sudul Oceanului Indian, unde Africa , The indo-australian și Antarctica Placi întâlni.
• Galapagos Triple Junction este o triplă joncțiune RRR în cazul în care Nazca , de Cocos , și plăcile din Pacific întâlni. East Pacific Rise se extinde la nord și sud de această joncțiune și Rise Galapagos merge la est. Acest exemplu este făcut mai complex de microplaca Galapagos, care este o mică placă separată în creștere chiar la sud-est de joncțiunea triplă.
• Chiapas coasta în largul Tapachula, unde se alătură Guatemala , America de Nord și Pacific și se produc cutremure mici săptămânal. Aceasta este împinsă spre est de placa Cocos.
• Pe coasta de vest a Americii de Nord se află o altă joncțiune triplă instabilă în largul Capului Mendocino . La sud, defectul San Andreas , o defecțiune de alunecare a grevei și transformarea limitei plăcii, separă placa Pacific și placa nord-americană . La nord se află zona de subducție Cascadia , unde o secțiune din placa Juan de Fuca numită placa Gorda este subductată sub placa nord-americană , formând un șanț (T). O altă defecțiune de transformare, defecțiunea Mendocino (F), se întinde de-a lungul graniței dintre placa Pacific și placa Gorda. Unde cele trei se intersectează este seismic activ, FFT Mendocino Triple Junction .
• Amurian Placa , The placa Okhotsk , și plate din Marea Filipinelor întâlni în Japonia , în apropierea muntelui Fuji . (vezi Geologia Muntelui Fuji )
• Azore Triple Junction este un nod triplu geologic , unde limitele a trei plăci tectonice se intersectează: Plate America de Nord, placa eurasiatică și placa africană, RRR.
• Boso Triple Junction off - shore Japonia este o triplă joncțiune TTT între placa Okhotsk , Platoul Pacific si placa Marea Filipinelor .
• Marea Nordului este situat la intersecția a trei triplu dispărut plăci continentale foste ale paleozoic epocii: Avalonia , Laurentia si Baltica .
• Sud Groenlanda Triple Junction a fost o triplă joncțiune RRR , unde eurasiatice, Groenlanda plăcile și America de Nord diverged în timpul Paleogenului .
• Chile Triple Junction este în cazul în care placa din America de Sud , The Plate , Nazca , și plate din Antarctica se întâlnesc.

Vezi si

• Răspândirea  fundului mării - Procesul de răspândire a fundului mării la creastele mijlocii ale oceanului, unde se formează o nouă crustă oceanică prin activitate vulcanică și apoi se îndepărtează treptat de creastă

Referințe

• Oreskes, Naomi, ed., 2003, Tectonica plăcilor: o istorie din interior a teoriei moderne a Pământului , Westview Press, ISBN  0-8133-4132-9