Konvergentit marginaalit
Kun otetaan huomioon, että maapallon tilavuus on vakio, maapallon jatkuva uuden maankuoren muodostuminen tuottaa ylijäämää, joka on tasapainotettava tuhoutumalla kuorta muualla. Tämä tapahtuu konvergenteilla mannerlaattojen rajoilla, jotka tunnetaan myös nimellä destruktiiviset mannerlaattojen rajat, joissa toinen mannerlaatta laskeutuu vinosti – eli uppoaa – toisen alle.
Koska valtamerten kuori jäähtyy ikääntyessään, siitä tulee lopulta tiheämpää kuin sen alla olevasta astenosfääristä, joten sillä on taipumus subduktoitua tai sukeltaa viereisten mannerlaattojen tai nuorempien valtamerten kuoren osien alle. Jäykkyys pidentää valtamerenkuoren elinkaarta, mutta lopulta tämä vastustus ylittyy. Kokeet osoittavat, että subduktoitunut valtamerellinen litosfääri on ympäröivää vaippaa tiheämpää ainakin 600 kilometrin syvyyteen asti.
Subduktiovyöhykkeiden käynnistymisestä vastaavat mekanismit ovat kiistanalaisia. 1900-luvun loppupuolella ja 2000-luvun alkupuolella ilmaantui todisteita, jotka tukevat käsitystä siitä, että subduktiovyöhykkeet saavat alkunsa ensisijaisesti valtameren kuoressa jo olemassa olevia murtumia (kuten muuntumahalkeamia) pitkin. Riippumatta tarkasta mekanismista, geologiset tiedot osoittavat, että subduktiovyöhykkeen vastustus ylittyy lopulta.
Kahden valtamerenlaatan kohdatessa vanhempi, tiheämpi mannerlaatta subduktoituu mieluiten nuoremman, lämpimämmän mannerlaatan alle. Kun toinen mannerlaattojen rajoista on valtamerellinen ja toinen mannerlaatta, mannerlaatan kuoren suurempi kelluvuus estää sitä vajoamasta, ja valtamerellinen laatta subduktoituu ensisijaisesti. Mantereet säilyvät tällä tavoin paremmin kuin valtamerten kuori, joka kierrätetään jatkuvasti vaippaan. Tämä selittää, miksi merenpohjan kivet ovat yleensä alle 200 miljoonaa vuotta vanhoja, kun taas vanhimmat mantereen kivet ovat yli 4 miljardia vuotta vanhoja. Ennen 1900-luvun puoliväliä useimmat geotieteilijät olivat sitä mieltä, että mannermainen maankuori on liian kelluva ollakseen subduktoitunut. Myöhemmin kävi kuitenkin selväksi, että syvänmeren juoksuhautaan rajoittuvat mannermaisen kuoren palaset sekä juoksuhautaan kerrostuneet sedimentit voivat vetäytyä alaspäin subduktiovyöhykkeellä. Tämän materiaalin kierrätys havaitaan subduktiovyöhykkeen yläpuolella purkautuvien tulivuorten kemiassa.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Kaksi mannermaista kuorta kantavaa levyä törmäävät toisiinsa, kun niiden välissä oleva valtamerellinen litosfääri on poistunut. Lopulta subduktio lakkaa ja syntyy korkeat vuorijonot, kuten Himalajan vuoristo. Ks. alla Mannerlaattojen yhteentörmäyksen aiheuttamat vuoret.
Koska mannerlaatat muodostavat yhtenäisen järjestelmän, ei ole välttämätöntä, että jollakin tietyllä divergenssirajalla muodostunut uusi kuori kompensoituu kokonaan lähimmällä subduktiovyöhykkeellä, kunhan syntyneen kuoren kokonaismäärä vastaa tuhoutunutta kuorta.
Subduktiovyöhykkeet
Subduktioprosessissa laskeutuu vaippaan noin 100 km:n (60 mailin) paksuinen kylmästä hydratoidusta valtamerellisestä litosfääristä koostuva laatta, joka kantaa mukanaan suhteellisen ohutta valtamerellisten sedimenttien peitettä. Laskeutumisreitti on määritelty lukuisilla maanjäristyksillä tasossa, joka on tyypillisesti kallistunut 30°-60° vaippaan ja jota kutsutaan Wadati-Benioff-vyöhykkeeksi japanilaisen seismologin Kiyoo Wadatin ja amerikkalaisen seismologin Hugo Benioffin mukaan, jotka ovat olleet sen tutkimuksen uranuurtajia. Tyynenmeren ympärysmerialuetta hallitsevista subduktiovyöhykkeistä 10-20 prosenttia on subhorisontaalisia (eli ne subduktoituvat 0°:n ja 20°:n välisissä kulmissa). Subduktiovyöhykkeen kaltevuutta sääteleviä tekijöitä ei täysin tunneta, mutta niihin kuuluvat todennäköisesti subduktoituvan valtamerellisen litosfäärin ikä ja paksuus sekä mannerlaattojen lähentymisnopeus.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Tässä tasossa kallistuvassa vyöhykkeessä useimmat mutta eivät kaikki maanjäristykset johtuvat puristumisesta, ja seisminen aktiivisuus ulottuu 300-700 kilometriä (200-400 mailia) pinnan alapuolelle, mikä viittaa siihen, että subduktoitunut kuori säilyttää jonkinlaisen jäykkyyden tähän syvyyteen asti. Suuremmissa syvyyksissä subduktoitunut levy kierrätetään osittain vaippaan.
Subduktiokohdan merkkinä on syvä, 5-11 km:n (3-7 mailin) syvyinen juoksuhauta, joka syntyy laattojen välisestä kitkavetovastuksesta, kun laskeutuva levy taipuu ennen subduktiota. Uppoava laatta raaputtaa sedimenttejä ja merenpohjan kohonneita osia alemman laatan ylemmästä kuoresta, jolloin juoksuhautaan syntyy voimakkaasti deformoituneiden kivien vyöhyke, joka kiinnittyy eli akkredetoituu uppoavaan laattaan. Tätä kaoottista sekoitusta kutsutaan akkrektiokiilaksi.
Subduktiovyöhykkeessä oleviin kiviin kohdistuu korkea paine mutta suhteellisen alhainen lämpötila, mikä johtuu kylmän valtamerilaatan laskeutumisesta. Näissä olosuhteissa kivet kiteytyvät uudelleen eli metamorfoituvat muodostaen blueschisteiksi kutsuttuja kivilajeja, jotka on nimetty glaukofaaniksi kutsutun sinisen mineraalin mukaan, joka on stabiili vain subduktiovyöhykkeillä vallitsevissa korkeissa paineissa ja alhaisissa lämpötiloissa. (Katso myös metamorfiset kivet.) Syvemmällä subduktiovyöhykkeessä (eli yli 30-35 km:n syvyydessä) muodostuu eklogiitteja, jotka koostuvat korkeassa paineessa olevista mineraaleista, kuten punaisesta granaatista (pyrope) ja omphaasiitista (pyrokseeni). Eklogiitin muodostumiseen blueschistista liittyy merkittävä tiheyden lisääntyminen, ja se on tunnustettu tärkeäksi lisätekijäksi, joka helpottaa subduktioprosessia.