Мезопласты - Mesoplates

Период, термин "мезопласты"применяется в двух разных контекстах в геология и геофизика. Первый применим ко многим земной шар с мантия, а второй - отчетливое расслоение в пределах Земли корка.

Мантия

Реологические модель

В 1977 г. исследователи М. Кумазава и Ю. Фукао [1] ввели термин «мезоплит» в контексте того, что они назвали «тектонической моделью двойной плиты». Их обоснование - постулируемая зона низких скоростей вблизи и выше разрыва 650 км с дополнительными свойствами, включая низкую локальную температуру плавления, активную химическую миграцию и фракционирование, а также низкую вязкость. Далее они пишут:

«Эти особенности приводят к концепции моделей двойной тектоники плит. Слой между глубинами 200 и 550 км зажат между двумя относительно мягкими слоями (верхним и нижним LVZ) и, как ожидается, будет вести себя как жесткая плита (мезоплит). "

Кинематическая модель

С кинематической точки зрения концепция "мезопласты"применялся как эвристический для характеристики движения литосферный тарелки относительно области подлитосферного источника горячая точка вулканизм (Pilger, 2003), или проще: кинематически жесткие слои в мезосфере под одной или несколькими плитами.[2] В. Джейсон Морган (1972), первоначально предположили, что горячие точки (выведенные Дж. Тузо Уилсон ) под такими активными вулканическими регионами, как Гавайи и Исландия образуют фиксированную «абсолютную» систему отсчета для движения вышележащих плит. Однако наличие глобально фиксированной системы отсчета для островныхподводная гора цепи и асейсмические хребты («следы»), которые предположительно возникли из горячих точек, были быстро сброшены со счетов примитивными реконструкциями плит, доступными в середине 1970-х годов (Molnar and Atwater, 1973). Дальше, палеомагнитный измерения предполагают, что горячие точки переместились относительно магнитные полюса Земли (далее предполагается, что магнитные полюса соответствуют полюсам вращения планеты при усреднении за тысячи лет). Кроме того: термин «горячая точка» используется здесь без каких-либо генетических последствий. Термин «точка плавления» может быть более применимым.

Разработка кинематической концепции

В качестве пластинчатые реконструкции улучшились за последующие три десятилетия с момента первоначального вклада Моргана, стало очевидно, что горячие точки под центральным Севером и Югом Атлантический и Индийские океаны может образовывать один, отличный точка зрения, а лежащие под плитами под Тихий океан образуют отдельную систему отсчета. Для удобства горячие точки под Тихим океаном называются «гавайским множеством» после Гавайи, в то время как те, что расположены ниже большей части Атлантического и Индийского океана, называются «множеством Тристан» в честь острова Тристан-да-Кунья (в Тристан точка доступа ), одна из основных предполагаемых горячих точек множества. В пределах одного набора горячих точек, трассы, привязанные к их исходной горячей точке, могут быть подогнаны под реконструкцию пластин, которая подразумевает лишь незначительное относительное движение между горячими точками, возможно, за последние 130 миллионов лет. (миллионов лет) для множества Тристан и 80 млн лет назад. для гавайского набора. Тем не менее, эти два набора горячей точки не согласуются с гипотезой одной опорной точки доступа кадра; отчетливое движение между двумя наборами очевидно между 80 и 30 млн лет назад (млн лет до настоящего времени; например, Raymond, et al., 2000).

Важно признать, что радиометрическое датирование из вулканизм Следы вдоль горячих точек могут точно и точно ограничивать положение плиты над лежащей под ними горячей точкой в ​​аналитически полученном возрасте. Однако модели реконструкции для гавайского множества ограничены по возрасту горячей точкой под Остров Пасхи и его следы на Тихий океан и Плиты Наски примерно между 50 и 30 млн лет назад, поскольку очаг находился ниже центр распространения в течение этого временного интервала и результирующие относительные реконструкции пластин ограничивают движение пластин относительно горячей точки. До 50 млн лет назад и после 30 млн лет можно определить реконструкции, которые соответствуют практически всем существующим следам гавайского набора; фактический возраст имеет наибольшую неопределенность. Точно так же реконструкции плит относительно набора Тристан лучше всего ограничиваются по возрасту относительными реконструкциями плит, случайным следствием тектоники сферических плит трех или более плит.

Литосферные плиты отличаются отсутствием внутренней деформации. Таким образом, две точки на одной и той же плите не будут перемещаться относительно друг друга, даже если плита движется относительно другой плиты (или относительно полюсов вращения Земли). Пластины не имеют явного определения механических свойств. Таким образом, в некотором смысле «тарелки» - это эвристика, похожая на протягивание прямой линии через набор точек без четкой функциональной связи. Аналогично был введен термин «мезопластина». Поскольку горячие точки гавайского множества, кажется, образуют систему отсчета (как точки на литосферной плите, они, кажется, не двигаются с очень большой скоростью относительно друг друга), горячие точки и эта часть верхняя мантия в которую они встроены, называется «гавайской мезоплитой». Аналогичным образом определяется «мезопластина Тристана». Третья мезоплит, «Исландская», предположительно лежит в основе самого северного Атлантического океана, Арктический океан большая часть Евразии к северу от Альп и Гималаев; так как Горячая точка Исландии след не согласуется ни с гавайским, ни с тристанским множеством.

Дополнительное свидетельство существования мезоплат происходит из наблюдений, что внутриплитные напряжения в стабильных континентальных недрах Северной Америки и Африки согласуются с движениями плит в структуре горячей точки Тристана. Это наблюдение было впервые сделано для современных напряжений (максимальное горизонтальное главное напряжение сжатия - сигма-hx); а также, похоже, держится палеостресс показатели находятся между примерно 100 и 20 млн лет назад (Pilger, 2003). Это наблюдение подразумевает, что подлитосферная мантия, по которой движутся плиты, включает ту же систему отсчета, в которую встроены горячие точки.

Эвристика мезоплаты - это во многом гипотетическая конструкция. Несколько наблюдений могут обесценить это. Вполне возможно, что отсутствующая граница плит между плитами под Тихим океаном и плитами под Атлантическим и Индийским океанами может быть скрыта и ответственна за несоответствие между двумя наборами горячих точек. Однако прогрессивное изучение наиболее вероятного региона для такой границы не обнаружило ее.

Происхождение горячих точек, будь то из глубоких мантийные перья, аномалии плавления средней мантии или внутриплитные трещины в некоторой степени ограничены гипотезой мезоплит. Основные альтернативные модели происхождения следов горячих точек, распространения трещин, все еще активно отстаиваются многими исследователями (см. mantleplumes.org ). Такая модель явно не распознает сублитосферные системы отсчета. Однако он не может полностью объяснить все особенности наиболее известных трассировок горячих точек (Пильгер, 2007 ).

Гипотеза о мантийном плюме о происхождении горячих точек не обязательно должна противоречить мезоплатам. Однако его необходимо модифицировать, чтобы признать, что отсутствие движения между горячими точками представляет собой своего рода «вложение» «плюма» в верхнюю мантию (мелкую мезосферу) Земли. Одним из доводов Моргана в пользу плюмов было существование системы отсчета «абсолютного движения». Численное моделирование теперь показывает, что такая система отсчета была бы маловероятной в контексте конвекции плюма.

Если продолжение исследований продемонстрирует продолжающуюся применимость гипотезы мезопластин, это будет иметь важные последствия для природы конвекция в верхней мантии: конвективное движение под пластинами почти полностью вертикально внутри отдельных мезоплат; латеральное движение в мантии будет ограничиваться границами мезоплит и на больших глубинах.

Модель земной коры

Фиппс [3] придумал термин «тектоника мезоплит земной коры» применительно к хрупкой коре, отделенной от предполагаемой более пластичной нижней коры. Аналогия между тектоникой литоплит и деформацией земной коры, затрагивающей как хрупкие, так и пластичные компоненты, приводит к концепции коровых мезоплит.

Происхождение термина

«Мезоплиты» - это комбинация и сокращение двух терминов: «мезосфера» применительно к твердому телу. земной шар, и "тектонические плиты ”.

Мезосфера (твердая земля)

“Мезосфера »(Не путать с мезосфера, слой атмосфера ) происходит от «мезосферной оболочки», придуманной Реджинальд Олдворт Дэйли, а Гарвардский университет геология профессор. В пред-тектоника плит эпохи, Дэйли (1940) сделал вывод о трех сферический слои составляют внешние земной шар: литосфера (в том числе корка ), астеносфера, и мезосферная оболочка. Гипотетические глубины Дейли до границы литосферы и астеносферы составляли от 80 до 100 км, а до вершины мезосферной оболочки (основания астеносферы) от 200 до 480 км. Таким образом, толщина астеносферы Дейли составляла от 120 до 400 км. Согласно Дейли, основание твердой земной мезосферы может доходить до основания мантия (и, таким образом, до вершины основной ).

Исакс, Оливер и Сайкс (1968) применили литосферу и астеносферу в своей концепции к «Новой глобальной тектонике» или тому, что впоследствии стало известно как тектоника плит. По их замыслу, основание астеносферы простиралось до самой глубины (650–700 км). землетрясения в наклонные сейсмические зоны где нисходящий литосферные плиты проникают в верхнюю мантию.

Литосферная (тектоническая) плита (или литоплита)

(Сферический) литосферные плиты из тектоника плит определены так потому, что ведут себя в кинематически жесткий манера. То есть любые три точки на одной и той же пластине не перемещаются относительно друг друга, в то время как сама пластина (и все точки, которые она содержит) может перемещаться относительно других пластин или других внутренних систем отсчета (например, оси вращения Земли или геомагнитные полюса ). Другими словами, идеальные литосферные плиты не деформируются внутри при движении.

Затем «мезоплит» ведет себя как литосферные плиты: эмпирические данные (обсуждаемые выше) указывают на группы аномалий плавления (горячие точки ), встроенные в мелкую мезосферу, не перемещаются относительно друг друга, а коллективно перемещаются относительно других групп горячих точек и относительно вышележащих литосферных плит.

Рекомендации

  1. ^ Кумазава, М., Фукао, Ю., 1977, Модель двойной тектоники плит, в, Исследования высокого давления: приложения в геофизике, Мангани, М.Х., и Акимото, С.И., редакторы, Исследования высокого давления; Приложения в геофизике, академической прессе, ISBN  978-0-12-468750-9, п. 127. (Онлайн-версия, http://www.sciencedirect.com/science/book/9780124687509 опубликовано 17 ноября 2013 г.)
  2. ^ Рекс Х. Пильгер (14 марта 2013 г.). Геокинематика: прелюдия к геодинамике. Springer Science & Business Media. С. 203–. ISBN  978-3-662-07439-8.
  3. ^ Фиппс, С.П., 1992, Тектоника мезоплит земной коры: деформация в континентальных недрах в результате отрыва фундамента, в Basement Tectonics, 7, p. 479.
  • Дейли Р. А., 1940, Прочность и структура Земли, Прентис Холл, Нью-Йорк.
  • Исакс, Б., Оливер, Дж., Сайкс, Л. Р. «Сейсмология и новая глобальная тектоника», 1968, J. Geophys. Res. 73, стр. 5855.
  • Молнар П. и Этуотер Т., 1973, Nature, v. 246, p. 288.
  • Морган У. Дж., 1972, Геол. Soc. Являюсь. Воспоминания 132, стр. 7.
  • Кумазава М., Фукао Ю., 1977, Модель двойной тектоники плит ([аннотация]), in, High-Pressure Research: Applications in Geophysics, Manghani, MH, and Akimoto, SI., Editors, High-Pressure Research ; Приложения в геофизике, академической прессе, ISBN  978-0-12-468750-9, п. 127. (версия опубликовано 17 ноября 2013 г.)
  • Пильгер, Р. Х., мл., 2003, Геокинематика, Springer-Verlag, 338 с.
  • Пилгер, Р. Х., мл., 2007, Геол. Soc. Являюсь. Булл., Т. 13, с. 302.
  • Raymond, C., et al., 2000, Am. Geophys. Union Geophys. Пн. 121, стр. 359.
  • Уилсон, Дж. Т., 1962, Can. J. Phys. т. 41, с. 863.