Войти
A тройное соединение, является точкой, где границы трех встречаются тектонические плиты. В тройном стыке каждая из трех границ будет одного из трех типов - хребет (R), желоб (T) или трансформируемый разлом (F). - и тройные стыки могут быть описаны в соответствии с типами края пластины, которые встречаются на них (например, Transform-Transform-Trench, Ridge-Ridge-Ridge или сокращенно FFT, RRR). Из многих возможных типов тройного сочленения только несколько стабильны во времени («стабильный» в этом контексте означает, что геометрическая конфигурация тройного сочленения не изменится с течением геологического времени). Встреча 4 или более плит также теоретически возможна, но соединения будут существовать только мгновенно.
Основные тектонические плиты границы - гребень (красный), желоб (зеленый), трансформация (черный) - и соответствующие тройные соединения (желтые точки) Первая научная статья, подробно описывающая концепцию тройного соединения был опубликован в 1969 году Дэном Маккензи и У. Джейсон Морган. Этот термин традиционно использовался для пересечения трех расходящихся границ или хребтов распространения. Эти три расходящиеся границы идеально пересекаются под углами около 120 °.
В теории тектоники плит во время распада континента образуются три расходящиеся границы, исходящие из центральной точки (тройное соединение). Одна из этих расходящихся границ плит выходит из строя (см. авлакоген ), а две другие продолжают распространяться, образуя океан. открытие юга Атлантического океана началось на юге южноамериканского и африканского континентов, достигнув тройного стыка в настоящее время. Гвинейский залив, откуда он продолжался на запад. Желоб Бенуэ с северо-восточным простиранием - это проваленный рукав этого соединения.
С тех пор термин тройное соединение стал обозначать любую точку, где встречаются три тектонические плиты.
Свойства тройных стыков легче всего понять с чисто кинематической точки зрения, когда пластины являются жесткими и движутся по поверхности Земли. Тогда не требуется никаких знаний о недрах Земли или геологических деталях земной коры. Еще одно полезное упрощение состоит в том, что кинематика тройных стыков на плоской Земле по существу такая же, как на поверхности сферы. На сфере движения плит описываются как относительные вращения вокруг полюсов Эйлера (см. Реконструкция плиты ), и относительное движение в каждой точке вдоль границы плиты может быть вычислено на основе этого вращения. Но область вокруг тройного стыка достаточно мала (по сравнению с размером сферы) и (обычно) достаточно далеко от полюса вращения, поэтому относительное движение через границу можно считать постоянным вдоль этой границы. Таким образом, анализ тройных стыков обычно можно проводить на плоской поверхности с движениями, определяемыми векторами.
Тройные соединения могут быть описаны и их устойчивость может быть оценена без использования геологических данных, а просто путем определения свойств хребтов, траншей и преобразуют задействованные разломы, делая некоторые упрощающие допущения и применяя простые вычисления скорости. Эта оценка может быть обобщена для большинства реальных условий тройного соединения при условии, что допущения и определения в целом применимы к реальной Земле.
Стабильный стык - это такое соединение, при котором его геометрия сохраняется со временем по мере движения задействованных пластин. Это накладывает ограничения на относительные скорости и ориентацию границ пластины. Нестабильный тройной стык со временем изменится, превратившись в другую форму тройного стыка (RRF-переходы легко эволюционируют в FFR-переходы), изменит геометрию или просто станет невозможным (как в случае FFF-переходов).
Предполагая, что плиты жесткие, а Земля сферическая, теорема Леонарда Эйлера о движении по сфере может быть использована для сведения оценки устойчивости к определение границ и относительных движений взаимодействующих пластин. Жесткое предположение очень хорошо выполняется в случае океанической коры, а радиус Земли на экваторе и полюсах изменяется только примерно в одну часть из 300, поэтому Земля очень хорошо приближается к сфере..
Маккензи и Морган сначала проанализировали устойчивость тройных стыков, используя эти предположения с дополнительным предположением, что полюса Эйлера, описывающие движения пластин, были такими, что они приближались прямолинейному движению на плоской поверхности. Это упрощение применяется, когда полюса Эйлера удалены от рассматриваемого тройного стыка. Определения, которые они использовали для R, T и F, следующие:
Для существования тройного стыка между пластинами A, B и C должно выполняться следующее условие:
AvB+ BvC+ CvA= 0
где AvB- относительное движение B относительно A.
Это условие может быть представлено в пространстве скоростей путем построения треугольника скоростей ABC, где длины AB, BC и CA пропорциональны скоростям AvB, BvCи CvAсоответственно.
Для стабильного существования тройного стыка должны быть соблюдены дополнительные условия - пластины должны двигаться таким образом, чтобы их отдельные Идеальная геометрия не изменилась. В качестве альтернативы тройной стык должен перемещаться таким образом, чтобы оставаться на всех трех задействованных границах пластины.
Эти критерии могут быть представлены на тех же пространственно-скоростных диаграммах следующим образом. Линии ab, bc и ca соединяют точки в пространстве скоростей, что оставляет геометрию AB, BC и CA неизменной. Эти линии такие же, как и линии, соединяющие точки в пространстве скоростей, в которых наблюдатель может двигаться с заданной скоростью и все еще оставаться на границе пластины. Когда они нанесены на диаграмму, содержащую треугольник скоростей, эти линии должны иметь возможность пересекаться в одной точке, чтобы тройное соединение существовало стабильно.
Эти линии обязательно параллельны границам плиты, чтобы оставаться на границах плиты, наблюдатель должен либо двигаться вдоль границы плиты, либо оставаться на ней неподвижно.
Точка, в которой эти линии пересекаются, J, дает общее движение тройного стыка относительно Земля.
Используя эти критерии, легко показать, почему тройное соединение FFF неустойчиво: единственный случай, когда три прямые, лежащие вдоль сторон треугольника, могут пересекаться в точке, - это тривиальный случай, когда треугольник имеет нулевую длину сторон, что соответствует нулевому относительному движению между пластинами. Поскольку для этой оценки требуется, чтобы сбои были активными, соединение FFF никогда не может быть стабильным.
Маккензи и Морган определили, что теоретически возможны 16 типов тройного соединения, хотя некоторые из них являются предположительными и не обязательно наблюдались на Земле. Эти соединения были классифицированы, во-первых, по типам совпадающих границ пластин - например, RRR, TTR, RRT, FFT и т. Д. - и, во-вторых, по направлениям относительного движения участвующих пластин . Некоторые конфигурации, такие как RRR, могут иметь только один набор относительных движений, тогда как переходы TTT могут быть разделены на TTT (a) и TTT (b). Эти различия в направлении движения влияют на критерии устойчивости.
Маккензи и Морган утверждали, что из этих 14 были стабильны с нестабильными конфигурациями FFF и RRF, однако позже Йорк показал, что конфигурация RRF может быть стабильной при определенных условиях.
Карта треугольника Афар в Восточной Африке, пример соединения RRR и единственного тройного соединения на Земле, которое можно увидеть над морем Соединение RRR всегда стабильно, используя эти определения, и поэтому очень распространено на Земле, хотя в геологическом смысле распространение хребта обычно прекращается в одном направлении, оставляя несостоявшуюся зону рифта. Есть много примеров этого, присутствующих как сейчас, так и в геологическом прошлом, например, открытие Южной Атлантики с хребтами, простирающимися на север и юг, образуя Срединно-Атлантический хребет, и связанный с ним авлакоген в дельте Нигера в регионе Африки. Соединения RRR также обычны, поскольку рифтинг вдоль трех трещин под углом 120 ° - лучший способ снять напряжение от подъема на поверхности сферы; на Земле подобные напряжения, как полагают, вызваны мантийными горячими точками, которые, как считается, инициируют рифтинг на континентах.
Стабильность соединений RRR демонстрируется ниже - поскольку серединные перпендикулярные стороны сторон треугольника всегда пересекаются в одной точке, прямые ab, bc и ca могут всегда встречаться независимо от относительных скоростей.
RTF-соединения менее распространены, нестабильное соединение этого типа (RTF (a)), как полагают, существовало примерно через 12 млн лет назад. 112>в устье Калифорнийского залива, где Восточно-Тихоокеанское поднятие в настоящее время встречается с зоной разлома Сан-Андреас. Микроплиты Гваделупы и Фалларон ранее погружались под Североамериканскую плиту, и северный конец этой границы встретился с разломом Сан-Андреас. Материалом для этой субдукции послужил хребет, эквивалентный современному Восточно-Тихоокеанскому поднятию, слегка смещенному к западу от желоба. Поскольку сам хребет был погружен, на мгновение существовало тройное соединение RTF, но субдукция хребта привела к ослаблению субдуцированной литосферы и "разрыву" от точки тройного соединения. Потеря натяжения плиты, вызванная отделением этой литосферы, закончила соединение RTF, давая современную систему гребня-разлома. RTF (a) устойчив, если ab проходит через точку в пространстве скоростей C или если ac и bc коллинеарны.
Соединение TTT (a) можно найти в центральной части Японии, где Евразийская плита перекрывает филиппинскую и Тихоокеанские плиты, причем Филиппинская плита также преобладает над Тихим океаном. Здесь Японский желоб эффективно разветвляется, образуя дуги Рюкю и Бония . Критерии устойчивости для этого типа соединения: либо ab и ac образуют прямую, либо прямая bc параллельна CA.
Разлом Нутка на тройном стыке Североамериканской плиты, плиты Исследователя и Хуан де Фука 