11.1. Субдукция .
11.1.1. Выражение в рельефе и закономерности глобального расположения зон субдукции
Погружение океанской литосферы вызывает прогибание дна морского (океанского) бассейна и формирование глубоководных желобов. Их осевая часть может считаться поверхностным выражением конвергентной границы (границы сходящихся плит).
Глубоководные желоба наиболее масштабно проявлены по периферии Тихого океана, и довольно локально они фиксируются в пределах Индийского (Зондский желоб) и Атлантического (желоба перед Антильскими и Южными Сандвичевыми островами) океанов (рис. 11.3 и рис. 11.4).
Рис. 11.3. Огненное кольцо и глубоководные желоба (trench) Земли.
Рис. 11.4. Расположение глубоководных желобов.
Глубина желобов зависит от комплекса факторов, наиболее значимыми из которых являются – скорость субдукции и возраст погружающейся плиты , а также физико-географические условия, определяющие интенсивность осадконакопления. Максимальная глубина может достигать 11022 м (Марианский желоб). Глубина желобов относительно края примыкающего ложа океана – до 4 км (рис. 11.5).
Рис. 11.5. Схема субдукции (а) и рельеф дна восточной части Тихого океана напротив Центральной Америки (б).
Поперечный профиль глубоководных желобов всегда асимметричен (рис. 11.6).
Рис. 11.6. Поперечный профиль Чилийско-Перуанского желоба у северных берегов Чили.
Внешнее их крыло (океанский склон желоба), соответствующее субдуцирующей плите, пологое – с углами наклона около 50; а внутреннее крыло (островодужный или континентальный склон), принадлежащее “надвигающейся” плите (висячее крыло), довольно крутое – до 10-200. Детали рельефа глубоководных желобов могут варьировать в широких пределах в зависимости от режима субдукции и некоторых других условий, но довольно часто внешнее (океанское) крыло бывает осложнено продольными грабенами и горстами, а противоположное крыло – ступенчатой системой крутых разломов. Дно желоба обычно плоское и узкое – шириной, иногда, всего лишь несколько сотен метров, и оно сложено осадками.
Рельеф областей, примыкающих к глубоководным желобам, очень специфичен и также асимметричен. Со стороны океанов это пологие краевые валы, возвышающиеся над ложем океана на 200-1000 м. Их появление обусловлено антиклинальным изгибом океанской литосферы, и оно поддерживается её горизонтальным сжатием. Рельеф противоположной стороны зависит от типа субдукции. Если она направлена непосредственно под континент, и глубоководные желоба примыкают к континентальной окраине, то на некотором удалении от последних формируется горная система, осложненная вулканическими постройками, и ориентированная вдоль желобов. Анды являются наиболее ярким примером горных систем такого типа (см. рис. 11.4 и 11.5). При субдукции на удалении от континента в её висячем крыле (также на закономерном удалении) формируются островные (вулканические) дуги, которые по мере удаления от глубоководных желобов сменяются морскими бассейнами, получившими название задуговых бассейнов (рис. 11.7!).
Рис. 11.7. Рельеф Антильской зоны субдукции.
В целом, воздействие субдукции на висячее крыло может распространяться на 600-700 и более километров от желобов, поэтому здесь возможно формирование различных форм рельефа, которые будут рассмотрены позже.
По отношению к направлению глубоководных желобов субдукция обычно ориентирована перпендикулярно (ортогональная субдукция), реже направления субдукции и желобов имеют острый угол (косоориентированная субдукция).
Расположение зон субдукции довольно закономерно. Основная их часть обрамляет Тихий океан и, в общем, обладает субмеридиональной ориентировкой. Другая часть отличается преимущественно субширотным направлением и протягивается с перерывами от Зондской зоны до Калабрийской в Средиземном море (рис. 11.8).
Рис. 11.8. Глобальная система рифтов, зон субдукции и коллизии.
Такое размещение обычно связывают с движением литосферных плит в последние 190 млн лет, когда произошел распад Пангеи-II и сформировались молодые океаны – Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Позднепалеозойско-раннемезозойская Пангея практически по всему периметру была окружена зонами субдукции, в которых поглощалась литосфера океана Панталасса. Распад суперконтинента и “разбегание” его отдельных частей обусловили сокращение Панталассы и смещение в её сторону зон субдукции, которые сейчас окаймляют Тихий океан (Тихий океан является остатком Панталассы, а зоны субдукции здесь развивались перед фронтом движущихся континентальных масс). Пангея-II обладала подковообразной формой с заливом в виде океан Тетис, литосфера которого субдуцировала по его северной периферии. Активность этой периферии была унаследована вышеуказанной современной субширотной системой зон субдукции (напомним, что Средиземное море является остатком океана Тетис, рис. 11.9).
Рис. 11.9. Обусловленность современного размещения субдукционных зон контуром раннемезозойской Пангеи.