Šíření mořského dna

Konvergentní okraje

Vzhledem k tomu, že Země má konstantní objem, vzniká při neustálé tvorbě nové zemské kůry přebytek, který musí být vyvážen destrukcí kůry na jiných místech. Toho se dosahuje na konvergentních hranicích desek, známých také jako destruktivní hranice desek, kde jedna deska klesá pod úhlem – tedy je subdukována – pod druhou.

Protože se oceánská kůra při svém stárnutí ochlazuje, stává se nakonec hustší než pod ní ležící astenosféra, a tak má tendenci subdukovat nebo se nořit pod sousední kontinentální desky nebo mladší úseky oceánské kůry. Životnost oceánské kůry prodlužuje její tuhost, ale nakonec je tento odpor překonán. Experimenty ukazují, že subdukovaná oceánská litosféra je hustší než okolní plášť do hloubky nejméně 600 km (asi 400 mil).

Mechanismy zodpovědné za iniciaci subdukčních zón jsou sporné. Koncem 20. a počátkem 21. století se objevily důkazy podporující názor, že subdukční zóny se přednostně iniciují podél již existujících zlomů (např. transformačních zlomů) v oceánské kůře. Bez ohledu na přesný mechanismus geologické záznamy naznačují, že odpor vůči subdukci je nakonec překonán.

Pokud se setkají dvě oceánské desky, starší, hustší deska je přednostně subdukována pod mladší, teplejší. Tam, kde je jeden z okrajů desek oceánský a druhý kontinentální, brání větší vztlak kontinentální kůry jejímu potopení a oceánská deska je přednostně subdukována. Kontinenty se tímto způsobem přednostně zachovávají oproti oceánské kůře, která je neustále recyklována do pláště. To vysvětluje, proč jsou horniny oceánského dna obvykle mladší než 200 milionů let, zatímco nejstarší kontinentální horniny jsou staré více než 4 miliardy let. Před polovinou 20. století většina geologů tvrdila, že kontinentální kůra je příliš vztlaková na to, aby mohla být subdukována. Později se však ukázalo, že kousky kontinentální kůry přiléhající k hlubokomořskému příkopu, stejně jako sedimenty usazené v příkopu, mohou být vtahovány do subdukční zóny. Recyklace tohoto materiálu je zjištěna v chemismu sopek, které vybuchují nad subdukční zónou.

Dvě desky nesoucí kontinentální kůru se srazí, když mezi nimi zanikne oceánská litosféra. Nakonec subdukce ustane a vzniknou vysoká pohoří, například Himálaj. Viz níže Pohoří při srážce kontinentů.

Protože desky tvoří integrovaný systém, není nutné, aby nová kůra vzniklá na dané divergentní hranici byla zcela kompenzována v nejbližší subdukční zóně, pokud se celkové množství vzniklé kůry rovná množství zničené.

Subdukční zóny

Subdukční proces zahrnuje sestup do pláště desky studené hydratované oceánské litosféry o tloušťce asi 100 km, která nese relativně tenkou čepičku oceánských sedimentů. Dráha sestupu je vymezena četnými zemětřeseními podél roviny, která je obvykle skloněna mezi 30° a 60° do pláště a nazývá se Wadati-Benioffova zóna podle japonského seismologa Kiyoo Wadatiho a amerického seismologa Huga Benioffa, kteří byli průkopníky jejího studia. 10 až 20 % subdukčních zón, které dominují cirkumpacifické oceánské pánvi, je subhorizontálních (tj. subdukují pod úhlem 0° až 20°). Faktory, které určují ponor subdukční zóny, nejsou zcela známy, ale pravděpodobně zahrnují stáří a tloušťku subdukující oceánské litosféry a rychlost konvergence desek.

Většina, ale ne všechna zemětřesení v této rovinně skloněné zóně je důsledkem komprese a seismická aktivita zasahuje 300 až 700 km pod povrch, což znamená, že subdukovaná kůra si do této hloubky zachovává určitou tuhost. Ve větších hloubkách je subdukovaná deska částečně recyklována do pláště.

Místo subdukce je vyznačeno hlubokým příkopem, hlubokým 5 až 11 km, který vzniká třením mezi deskami, když se klesající deska před subdukcí ohýbá. Převracející se deska seškrabává sedimenty a vyvýšené části oceánského dna z horní kůry spodní desky, čímž se v příkopu vytváří zóna silně deformovaných hornin, které se připojují k převracející se desce neboli akretují. Tato chaotická směs je známá jako akreční klín.

Na horniny v subdukční zóně působí vysoké tlaky, ale relativně nízké teploty, což je důsledek sestupu chladné oceánské desky. Za těchto podmínek horniny rekrystalizují neboli metamorfují a vytvářejí soubor hornin známý jako blueschisty, pojmenovaný podle diagnostického modrého minerálu zvaného glaukofan, který je stabilní pouze při vysokých tlacích a nízkých teplotách, které se vyskytují v subdukčních zónách. (Viz také metamorfované horniny.) V hlubších úrovních subdukční zóny (tj. více než 30-35 km ) vznikají eklogity, které se skládají z vysokotlakých minerálů, jako je červený granát (pyrop) a omfacit (pyroxen). Vznik eklogitu z blueschistu je doprovázen výrazným zvýšením hustoty a byl uznán jako další důležitý faktor, který usnadňuje subdukční proces.

.