Vad är subduktion?
I geologiska termer är subduktion en handling av en tektonisk platta som rör sig under en annan tektonisk platta vid sin konvergerande gräns. När underledningsplattan rör sig under sin närliggande tektoniska platta pressar tyngdkraften den längre ner och in i jordens mantelskikt. Mantelskiktet är hetare än skorpan, fastän det i allmänhet finns i ett fast tillstånd och låter subduktionsplattan sjunka i vinklar mellan 25- och 45-grader. Den exakta vinkeln för subduktionen beror på åldern hos den subducerande plattan; äldre plattor faller i skarpare vinklar. De varmare temperaturerna och ökat tryck som finns vid dessa djup orsakar basaltstenen på sänksplattan, även kallad en platta, för att formas till eklogitrock.
Subduktion sker mycket långsamt. Faktum är att geologerna har identifierat den genomsnittliga konvergensgraden vid mellan 2 och 8 centimeter per år. Denna hastighet är långsam nog att subduktionen ofta går obemärkt. Även om tektoniska plattor kan vara oceaniska eller kontinentala, sker subduktion (glidning under en annan platta) endast med oceaniska plattor. När två kontinentala plattor kolliderar, är resultatet en uppåtgående rörelse av sten och annat material. Många bergskedjor runt om i världen skapades på detta sätt. Den plats där subduktion har inträffat resulterar emellertid inte i bildandet av berg. Denna plats är känd som en subduktionszon. Subduktionsprocessen krediteras med att vara den enskilt största bidragsgivaren bakom teorin om plattektonik.
Varför sker subduktion?
Som tidigare nämnts är en oceanisk platta den enda tektoniska plattan som faktiskt upplever subduktion eller nedåtgående rörelse. Varför exakt uppstår denna geologiska process? Att veta vad subduktion är, förklarar inte varför det händer. Geologer förklarar att subduktion uppträder på oceaniska plattor eftersom de är tätare och svalare än kontinentala plattor. Om subduktionen uppstår mellan två oceaniska plattor är det den äldre plattan som kommer att röra sig under den yngre tektoniska plattan. Anledningen till detta är att oceaniska plattor, även känd som den oceaniska litosfären, börjar som tunna och heta delar av jorden. Med tiden flyttas dessa plattor gradvis bort från mitten av havsbacken där de föddes. Denna rörelse medför att den totala temperaturen hos den oceaniska litosfären sjunker, vilket tjänar till att stelna material som finns på undersidan av plattan. Denna stelningsprocess orsakar att den erhållna fasta stenen krymper (jämfört med sin ursprungliga storlek vid vätska), vilket leder till ökad densitet. Denna täthet gör att plattan sjunker under kontinentala plattor eller yngre, mindre täta, oceaniska plattor. Även om denna process generellt hänför sig till rörelsen av tektoniska plattor, har vissa geologer teoretiserat att mycket gamla plattor kan sjunka snabbt och utan varning givet sitt betydligt tätare tillstånd.
Effekten av subduktionsprocessen
Jordbävningsaktivitet
Förflyttningen av kontinentala och oceaniska plattor går inte obemärkt på jordens yta. Förklaringen av subduktion möjliggör kanske processljudet relativt jämn, med en platta sjunker långsamt och faller bort i mantelskiktet nedan. De flesta forskare beskriver emellertid subduktion som en grov skrapaktivitet som kännetecknas av höga friktionsmängder när de två plattorna gnuggar förbi varandra. När den subducerande plattan rör sig under den mindre täta plattan, kan några av dess bitar fångas på den övre plattan. Detta hinder resulterar i förbrukad energi som bara kan släppas på ett sätt: jordbävningar.
Eftersom subduktion sker längs väldigt långa tallrikgränser ökar potentialen för en mycket stark jordbävning. Faktum är att de största jordbävningarna som någonsin registrerats uppstod allt vid subduktionszoner. Några exempel på detta är den stora chilenska jordbävningen av 1960 (en magnitud 9.5), jordbävningen i Indiska oceanen 2004 (en storleksordning mellan 9.1 och 9.3) och den japanska Tohoku jordbävningen 2011 (en storleksordning mellan 9 och 9.1) .
Orsaken till dessa extrema jordbävningsstorheter beror endast på storleken på fellinjen. Forskare har bekräftat en positiv korrelation mellan storleken på en fellinje och storleken på en jordbävning. Några av de största fellinjerna (med både bredd och längd) i världen ligger vid subduktionszoner. Mindre plåtsgränser genererar vanligen mindre tremor.
Vulkanisk aktivitet
En annan bieffekt av subduktionsprocessen är skapandet av vulkaner, såväl som ökad vulkanisk aktivitet ovanför subduktionszoner. Dessa subduktionszon skapade vulkaner förekommer i en av två formationer: ö båge eller kontinental båge. En öbåg resulterar när en oceanisk platta rör sig under en annan oceanisk platta. En kontinental båge resulterar när en oceanisk platta rör sig under en kontinental platta.
Vulkaner och vulkanaktivitet uppträder ofta som en följd av subduktionsprocessen, eftersom den subducerande plattan släpper ut vätskor när den rör sig in i yttermantelarna hos mantelskiktet. Dessa extremt heta vätskor, som i första hand består av koldioxid och havsvatten, smälter effektivt plattan som har kvar på toppen. Detta smälta material är känt som magma eller lava.
Tre fjärdedelar av den vulkaniska aktiviteten på jorden är begränsad till ett område som kallas Stilla ringets ring. Denna ring rör sig längs de västra kusterna i Amerika och längs de östra kusterna i Asien och Stilla havet, som bildar en upp och ner u-form. Geologer litar på denna zon för att extrahera värdefull information om kopplingen mellan subduktionszoner, vulkaner och jordbävningar.
Tsunamis
Förutom jordbävningar och vulkanaktivitet krediteras subduktionsprocessen också med att orsaka allvarliga tsunamier runt om i världen. Tsunamier, stora och farliga vågor, är resultatet av jordbävningar (och annan geologisk aktivitet) på eller nära kusten. Eftersom subduktionszoner är typiskt placerade längs kusten, orsakar de resulterande jordbävningar som orsakas av den tektoniska plattrörelsen ofta tsunamivågor för att öda kustmiljöer och stadsbyggnader. Denna vågaktivitet uppstår på grund av att jordbävningar orsakar jordskorpan att snäppa och återhämta sig. Denna plötsliga rörelse på havsbotten resulterar i förskjutet vatten, som rör sig mot stranden i extremt höga och långa vågor. Tsunamier kan inträffa under en period av bara några minuter eller till och med timmar, eftersom det förskjutna vattnet rusar på närliggande mark. Denna vågaktivitet kan inträffa i timmar efter det att en jordbävnings subduktionszon har registrerats.
