Arco Izu – Bonin – Mariana - Izu–Bonin–Mariana Arc
O sistema de arco Izu – Bonin – Mariana (IBM) é um limite convergente de placas tectônicas na Micronésia . O sistema de arco da IBM se estende por 2.800 km ao sul de Tóquio, Japão, para além de Guam , e inclui as Ilhas Izu , as Ilhas Bonin e as Ilhas Marianas ; muito mais do sistema de arco IBM está submerso abaixo do nível do mar. O sistema de arco IBM encontra-se ao longo da margem oriental do Mar das Filipinas, no Oceano Pacífico Ocidental. É o local do corte mais profundo na superfície sólida da Terra, o Challenger Deep na Fossa das Marianas .
O sistema de arco IBM se formou como resultado da subducção da placa oeste do Pacífico . O sistema arc IBM agora subducts meados Jurassic para Cedo Cretáceo litosfera , com litosfera mais jovem no norte e litosfera mais velhos no sul, incluindo a mais antiga (~ 170 milhões de anos, ou Ma) crosta oceânica . As taxas de subdução variam de ~ 2 cm (1 polegada) por ano no sul a 6 cm (~ 2,5 polegadas) no norte.
Acredita-se que as ilhas vulcânicas que compõem esses arcos de ilha tenham sido formadas a partir da liberação de voláteis (vapor de água aprisionada e outros gases) sendo liberados da placa subduzida, à medida que atingia profundidade suficiente para que a temperatura causasse a liberação desses materiais . As trincheiras associadas são formadas à medida que a parte mais antiga (mais ocidental) da crosta da placa do Pacífico aumenta em densidade com a idade e, por causa desse processo, finalmente atinge seu ponto mais baixo, assim como se subduz sob a crosta a oeste dela.
O sistema de arco IBM é um excelente exemplo de margem convergente intraoceânica (IOCM). Os IOCMs são construídos na crosta oceânica e contrastam fundamentalmente com arcos insulares construídos na crosta continental, como o Japão ou os Andes . Como a crosta IOCM é mais fina, mais densa e mais refratária do que abaixo das margens do tipo andino, o estudo de derretimentos e fluidos IOCM permite uma avaliação mais confiável dos fluxos e processos do manto à crosta do que é possível para as margens convergentes do tipo andino. Como os IOCMs são distantes dos continentes, eles não são afetados pelo grande volume de sedimentos aluviais e glaciais. A conseqüente cobertura sedimentar fina torna muito mais fácil estudar a infraestrutura do arco e determinar a massa e a composição dos sedimentos subductados. Os sistemas hidrotermais ativos encontrados nas partes submarinas dos IOCMs nos dão a chance de estudar quantos depósitos importantes de minério se formaram.
Limites do sistema IBM Arc
A crosta e a litosfera produzidas pelo sistema de arco IBM durante sua história de ~ 50 Ma são encontradas hoje tão a oeste quanto Kyushu – Palau Ridge (a leste da West Philippine Sea Basin ), até 1.000 km da atual trincheira IBM. O sistema de arco IBM é a expressão superficial do funcionamento de uma zona de subducção e isso define sua extensão vertical. O limite norte do sistema de arco da IBM segue o Nankai Trough para nordeste e para o sul de Honshū, juntando-se a um complexo sistema de empuxos que continuam offshore para o leste até a Japan Trench . A intersecção das trincheiras IBM, Japão e Sagami na junção tripla de Boso é a única junção tripla trincheira-trincheira-trincheira na Terra. O sistema de arco IBM é delimitado a leste por uma trincheira muito profunda, que varia de quase 11 km de profundidade no Challenger Deep a menos de 3 km onde o Planalto Ogasawara entra na trincheira. O limite sul é encontrado onde a IBM Trench encontra o Kyushu – Palau Ridge perto de Belau . Assim definido, o sistema de arco IBM abrange mais de 25 ° de latitude, de 11 ° N a 35 ° 20'N
Movimentos de placa
O sistema de arco IBM faz parte do Philippine Sea Plate , pelo menos à primeira aproximação. Embora o arco IBM se deforme internamente - e de fato no sul uma pequena placa conhecida como Placa de Mariana é separada da Placa do Mar das Filipinas por uma crista que se espalha no Calha de Mariana - ainda é útil discutir as taxas e direções aproximadas do Filipino Sea Plate com seus vizinhos litosféricos, porque estes definem, em primeira ordem, com que rapidez e ao longo de quais linhas o material é alimentado na Fábrica de Subdução. A Placa Marítima das Filipinas (PH) tem quatro placas vizinhas: Pacífico (PA), Eurásia (UE), América do Norte (NA) e Caroline (CR). Existe um movimento relativo menor entre PH e CR; além disso, o CR não alimenta o IBM Subduction Factory, portanto, não será discutido em mais detalhes. A placa norte-americana inclui o norte do Japão, mas o movimento relativo entre ela e a Eurásia é suficientemente pequeno para que o movimento relativo entre PH e EU explique o movimento de interesse. O pólo de Euler para PH-PA, conforme inferido do modelo NUVEL-1A para os movimentos da placa atual ( DeMets et al. 1994 ), fica a cerca de 8 ° N 137,3 ° E, próximo ao extremo sul da Placa do Mar das Filipinas. PA gira em torno deste pólo CCW ~ 1 ° / Ma em relação ao PH. Isso significa que em relação ao IBM mais ao sul, PA está se movendo para NW e sendo subduzido em cerca de 20-30 mm / ano, enquanto em relação ao IBM mais ao norte, PA está se movendo WNW e duas vezes mais rápido. No extremo sul da IBM, quase não há convergência entre o Caroline Plate e o Philippine Sea Plate. O arco IBM não está experimentando 'reversão' da trincheira, ou seja, a migração da trincheira oceânica em direção ao oceano. A trincheira está se movendo em direção à Eurásia, embora um regime fortemente extensional seja mantido no sistema de arco IBM por causa da rápida convergência PH-EU. A orientação quase vertical da placa subduzida abaixo da IBM do sul exerce uma forte força de "âncora marítima" que resiste fortemente ao seu movimento lateral. Acredita-se que o espalhamento da bacia do arco voltaico seja devido aos efeitos combinados da força âncora marítima e da rápida convergência PH-EU ( Scholz & Campos 1995 ). A obliquidade da convergência entre o PA e o sistema de arco IBM muda acentuadamente ao longo do sistema de arco IBM. A convergência das placas inferida dos vetores de deslizamento do terremoto é quase strike-slip nas Marianas mais ao norte, adjacente e ao sul do terminal norte da Calha de Mariana, onde o arco foi "curvado" pela abertura da bacia do arco posterior, resultando em um trincheira que atinge aproximadamente paralela aos vetores de convergência. A convergência é fortemente oblíqua para a maior parte do sistema do Arco de Mariana, mas é mais quase ortogonal para as Marianas mais ao sul e a maioria dos segmentos Izu-Bonin. McCaffrey 1996 observou que a taxa de deslizamento do arco paralelo no antebraço atinge um máximo de 30 mm / ano no norte das Marianas. De acordo com McCaffrey, isso é rápido o suficiente para ter produzido efeitos geologicamente significativos, como o descerramento de rochas metamórficas de alto grau, e fornece uma explicação para por que o antebraço no sul da IBM é tectonicamente mais ativo do que no norte da IBM.
História geológica do sistema IBM Arc
A evolução do sistema de arco IBM está entre as mais conhecidas de qualquer margem convergente. Como a IBM sempre foi um sistema de arco em forte extensão, seus componentes abrangem uma ampla área, desde o Palau – Kyushu Ridge até a trincheira IBM (veja a figura à direita). Em geral, os componentes mais antigos estão mais a oeste, mas um registro completo da evolução é preservado no antebraço. A zona de subducção da IBM começou como parte do afundamento em escala hemisférica de uma litosfera densa e antiga no Pacífico Ocidental ( Stern & Bloomer 1992 ). O início da verdadeira subducção localizou o arco magmático próximo à sua posição atual, a cerca de 200 km de distância da trincheira, e permitiu que o manto subforearc se estabilizasse e esfriasse. O arco se estabilizou até cerca de 30 Ma, quando começou a se rachar para formar a Bacia Parece Vela . A propagação também começou na parte norte do arco IBM por volta de 25 Ma e se propagou para o sul para formar a Bacia de Shikoku. Os sistemas de espalhamento da bacia de Parece Vela e Shikoku se encontraram por cerca de 20 Ma e a bacia do Parece Vela-Shikioku combinada continuou a se expandir até cerca de 15 Ma, produzindo por fim a maior bacia de arco posterior da Terra . O arco foi interrompido durante o rifting, mas começou a ser construído novamente como um sistema magmático distinto assim que a expansão do fundo do mar começou. O vulcanismo em arco, especialmente o vulcanismo explosivo, diminuiu durante a maior parte desse episódio, com um ressurgimento começando por volta de 20 Ma no sul e cerca de 17 Ma no norte. Tephra da IBM do norte e do sul mostram que fortes diferenças composicionais observadas para o arco moderno existiram ao longo da maior parte da história do arco, com a IBM do norte sendo mais esgotada e a IBM do sul sendo relativamente enriquecida. Por volta de 15 Ma, a IBM mais ao norte começou a colidir com Honshū, provavelmente como resultado de uma nova subducção ao longo do Vale de Nankai. Um novo episódio de rachadura para formar a bacia do arco posterior de Mariana Trough começou em algum momento depois de 10 Ma, com a propagação do fundo do mar começando cerca de 3-4 Ma. Como a interrupção do arco é o primeiro estágio na formação de qualquer bacia de arco posterior, os atuais vulcões de arco de Mariana não podem ter mais de 3-4 Ma, mas os vulcões Izu-Bonin podem ter até ~ 25 Ma. As fendas interarc de Izu começaram a se formar por volta de 2 milhões de anos.
Componentes do sistema IBM Arc
Os três segmentos da IBM (figura à direita) não correspondem a variações na placa de entrada. Os limites são definidos pela Linha Tectônica de Sofugan (~ 29 ° 30'N) que separa os segmentos de Izu e Bonin, e pela extremidade norte da bacia do arco posterior do Vale de Mariana (~ 23 ° N), que define o limite entre Bonin e Mariana. O arco anterior, o arco ativo e o arco posterior são expressos de maneira diferente em cada lado desses limites (consulte a figura abaixo). O antebraço é a parte do sistema de arco entre a trincheira e a frente magmática do arco e inclui setores elevados do antebraço situados perto da frente magmática, às vezes chamado de 'arco frontal'. O forearc da IBM de Guam ao Japão tem cerca de 200 km de largura. Porções elevadas do antebraço, compostas de embasamento ígneo do Eoceno encimado por terraços de recife do Eoceno e idades mais jovens, produzem a cadeia de ilhas de Guam ao norte até Ferdinand de Medinilla nas Marianas. Da mesma forma, as ilhas Bonin ou Ogasawara são compostas principalmente por rochas ígneas do Eoceno. Não há prisma de acréscimo associado ao forearc ou trincheira IBM.
O eixo magmático do arco é bem definido de Honshū a Guam. Este 'arco magmático' é geralmente submarino, com vulcões construídos em uma plataforma submarina que fica entre 1 e 4 km de profundidade de água. As ilhas vulcânicas são comuns no segmento Izu, incluindo O-shima , Hachijojima e Miyakejima . O segmento Izu mais ao sul também contém várias caldeiras félsicas submarinas. O segmento do arco Izu também é pontuado por fendas entre os arcos. O segmento Bonin ao sul da Linha Tectônica de Sofugan contém principalmente vulcões submarinos e também alguns que se elevam ligeiramente acima do nível do mar, como Nishino-shima . O segmento Bonin é caracterizado por uma bacia profunda, o Ogasawara Trough, entre o arco magmático e a elevação anterior das Ilhas Bonin. As maiores elevações no arco IBM (sem incluir a Península de Izu , onde a IBM chega em terra no Japão) são encontradas na parte sul do segmento Bonin, onde as ilhas vulcânicas extintas de Minami Iwo Jima e Kita Iwo Jima chegam a quase 1000 m acima do nível do mar. O pico batimétrico associado ao arco magmático dos segmentos Izu e Bonin é freqüentemente referido como Shichito Ridge nas publicações japonesas, e os Bonins são freqüentemente chamados de Ilhas Ogasawara. Vulcões em erupção de lavas de composição incomum - a província shoshonítica - são encontrados na transição entre os segmentos de arco Bonin e Mariana, incluindo Iwo Jima . O arco magmático nas Marianas é submarino ao norte de Uracas , ao sul do que a Mariana arco inclui ilhas vulcânicas (de norte a sul): Assunção , Maug , Agrigan , Pagan , Alamagan , Guguan , Sarigan e Anatahan . Os vulcões de Mariana tornam-se novamente submarinos ao sul de Anatahan.
As regiões do arco posterior dos três segmentos são bastante diferentes. O segmento Izu é marcado por várias cadeias cruzadas vulcânicas que se estendem a sudoeste da frente magmática. O segmento de arco de Bonin magmaticamente carente não tem bacia de arco posterior, fenda entre arco ou correntes cruzadas de arco posterior. O segmento de Mariana é caracterizado por uma bacia em arco de propagação ativa conhecida como Calha de Mariana. O Calha de Mariana mostra variações marcantes ao longo do ataque, com o fundo do mar se espalhando ao sul de 19 ° 15 'e se dividindo mais ao norte.
O sistema de arco IBM a sudoeste de Guam é muito diferente da região ao norte. A região anterior é muito estreita e a intersecção do eixo de propagação da bacia do backarc com os sistemas magmáticos do arco é complexa.
Comportamento e composição da placa do Pacífico Ocidental
Tudo na placa do Pacífico que entra na trincheira da IBM é subduzido. A próxima seção discute algumas modificações da litosfera pouco antes de sua descida e a idade e composição da crosta oceânica e sedimentos na placa do Pacífico adjacente à trincheira. Além de sedimentos subductados e crosta da placa do Pacífico, há também um volume muito substancial de material do antebraço IBM que se perde para a zona de subducção por erosão tectônica ( Von Huene, Ranero & Vannucchi 2004 ).
IBM Trench e ondulação da trincheira externa
A trincheira oceânica e a trincheira externa associada marcam onde a Pacific Plate começa sua descida para a Zona de Subdução IBM . A trincheira da IBM é onde a litosfera da placa do Pacífico começa a afundar. A trincheira IBM é desprovida de qualquer enchimento significativo de sedimentos; a espessura de sedimentos de aproximadamente 400 m é completamente subduzida com a placa descendente. A ondulação da trincheira externa da IBM aumenta cerca de 300 m acima do fundo do mar circundante, pouco antes da trincheira. A litosfera que está prestes a descer em uma trincheira começa a se curvar para fora da trincheira; o fundo do mar é elevado em uma ampla ondulação com algumas centenas de metros de altura e referido como "protuberância da trincheira externa" ou "elevação da trincheira externa". A placa prestes a ser subduzida é altamente falhada, permitindo que a água do mar penetre no interior da placa, onde a hidratação do peridotito do manto pode gerar serpentinito . A serpentinita assim gerada pode levar água para o interior do manto como resultado da subducção.
Geologia e composição da placa do Pacífico mais ocidental
A placa do Pacífico subduz na trincheira da IBM, portanto, entender o que está subduzido abaixo da IBM requer entender a história do Pacífico ocidental. Os subducts sistema IBM arco meados de Jurassic para Cedo Cretáceo litosfera , com litosfera mais jovem no norte e litosfera mais velhos no sul. Não é possível saber diretamente a composição dos materiais subductados atualmente sendo processados pela IBM Subduction Factory - o que agora tem 130 km de profundidade na zona de subducção entrou na trincheira 4 - 10 milhões de anos atrás. No entanto, a composição do fundo do mar do Pacífico ocidental - crosta oceânica - sedimentos, crosta e litosfera do manto - varia suficientemente sistematicamente que, em uma primeira aproximação, podemos entender o que agora está sendo processado estudando o que está no fundo do mar a leste do IBM trincheira.
O leito oceânico da placa do Pacífico a leste do sistema de arco IBM pode ser subdividido em uma porção norte que é batimetricamente "lisa" e uma porção sul que é batimetricamente acidentada, separada pelo planalto de Ogasawara. Essas variações em grande escala marcam histórias geológicas distintas ao norte e ao sul. O norte inexpressivo é dominado pela Bacia de Nadezhda. No sul, alinhamentos brutos de montes submarinos , atóis e ilhas definir três, correntes grandes ONO-ESE tendências ( Winterer et al., 1993 ): a ilha Marcus - Ilha Wake -Ogasawara planalto, a Cadeia Magellan Seamounts, e o Ilhas Caroline cume . As duas primeiras cadeias se formaram por vulcanismo fora da crista durante o período Cretáceo , enquanto a cadeia das Ilhas Carolinas se formou nos últimos 20 milhões de anos. Duas bacias importantes ficam entre essas cadeias: a Bacia Pigafetta fica entre as cadeias Marcus-Wake e Magellan, e a Bacia Mariana Oriental fica entre as cadeias Magellan e Caroline.
A idade do fundo do mar do Pacífico Ocidental foi interpretada a partir de anomalias magnéticas do fundo do mar correlacionadas à escala de tempo de reversão geomagnética Nakanishi, Tamaki & Kobayashi 1992 e confirmada pela perfuração científica do Programa de Perfuração do Oceano . Três conjuntos principais de anomalias magnéticas foram identificados na área de interesse. Cada um desses conjuntos de lineação compreende anomalias magnéticas da série M (do Jurássico médio ao Cretáceo médio) que são essencialmente "anéis de crescimento" da Placa do Pacífico. Esses conjuntos de anomalias indicam que a pequena placa do Pacífico, aproximadamente triangular, cresceu espalhando-se ao longo de três cristas ( Bartolini & Larson 2001 ). As mais antigas linhagens identificáveis são M33 a M35 ( Nakanishi 1993 ) ou talvez até M38 ( Handschumacher et al. 1988 ). É difícil dizer qual a idade dessas lineações e a crosta mais velha; as lineações magnéticas mais antigas para as quais as idades foram atribuídas são M29 (157 Ma; ( Channell et al. 1995 ). Lineações magnéticas tão antigas quanto M29 não são conhecidas de outros oceanos, e a área no Pacífico Ocidental que fica dentro da lineação M29 - isto é, a crosta mais velha do que M29 - é da ordem de 3x106 km 2 , cerca de um terço do tamanho dos Estados Unidos. O local 801 do ODP fica no fundo do mar que é consideravelmente mais antigo do que M29 e o porão do MORB produz idades Ar-Ar de 167 ± 5 Ma ( Pringle 1992 ). Os sedimentos mais antigos no local 801C são do Jurássico médio, Caloviano ou o último Bathoniano (~ 162 Ma; Gradstein, Ogg & Smith 2005 ).
A propagação do fundo do mar no Pacífico durante o Cretáceo evoluiu de uma orientação mais EW 'Tethiana' para a tendência NS moderna. Isso ocorreu durante o período médio do Cretáceo, um intervalo de ~ 35–40 Ma caracterizado por uma falta de reversões magnéticas conhecidas como Supercron do Cretáceo ou Zona Quieta. Posteriormente, a localização das cristas de propagação de tendência NS em relação à Bacia do Pacífico migraram progressivamente para o leste ao longo do período Cretáceo e Terciário, resultando na atual assimetria marcada do Pacífico, com fundo marinho muito jovem no Pacífico Leste e fundo marinho muito antigo no Pacífico Ocidental Pacífico.
Os sedimentos entregues à trincheira IBM não são grossos, considerando que este é um dos mais antigos leitos oceânicos da Terra. Longe dos montes submarinos, a sequência pelágica é dominada por cerejas e argila pelágica , com pouco carbonato. Os carbonatos são importantes perto dos guyots, comuns na parte sul da região. Os sedimentos cenozóicos não são importantes, exceto para cinzas vulcânicas e loess asiático depositados adjacentes ao Japão e sedimentos carbonáticos associados com a relativamente rasa Caroline Ridge e a placa Caroline . As fortes correntes do fundo do mar são provavelmente responsáveis por esta erosão ou não deposição.
As composições de sedimentos sendo subduzidas sob as partes norte e sul do arco IBM são significativamente diferentes, por causa da sucessão vulcânica fora da crista do Cretáceo no sul que está faltando no norte. Lavas e vulcaniclásticos associados a um episódio intenso de vulcanismo intraplaca correspondem no tempo de perto ao Supercron do Cretáceo. O vulcanismo fora da crista tornou-se cada vez mais importante ao se aproximar do planalto Ontong-Java . Existem soleiras toleíticas de 100-400 m de espessura na Bacia de Mariana Oriental e na Bacia de Pigafetta ( Abrams et al. 1993 ), e pelo menos 650 m de fluxos e soleiras toleíticas na Bacia de Nauru, perto do Sítio 462. Castillo, Pringle & Carlson 1994 sugere que esta província pode refletir a formação de um sistema de disseminação do meio-Cretáceo nas bacias de Nauru e Mariana Oriental. Mais ao norte, depósitos relacionados a este episódio consistem em seqüências grossas de aptiana - albiana turbidites vulcanoclásticos derramado desde emergentes ilhas vulcânicas, como preservados no local DSDP 585 e locais de ODP 800 e 801. A poucas centenas de metros de depósitos vulcanoclásticos, provavelmente, caracteriza a sucessão sedimentar dentro e ao redor das bacias de East Mariana e Pigafetta. Mais ao norte, nos sites DSDP 196 e 307 e no site ODP 1149, há poucas evidências de atividade vulcânica no período médio do Cretáceo. Parece que o episódio vulcânico Aptiano-Albiano foi amplamente restrito à região ao sul da latitude 20 ° N atual. Considerações paleomagnéticas e cinemáticas de placa colocam esta ampla região de vulcanismo fora da crista na atual vizinhança da Polinésia , onde hoje o vulcanismo fora da crista, batimetria rasa e litosfera fina são conhecidos como 'Superswell' ( Menard 1984 ; McNutt et al. 1990 )
A figura acima mostra os sedimentos típicos perfurados no site do Programa de Perfuração Oceânica 1149, a leste do segmento Izu-Bonin. Os sedimentos perfurados no local ODP 1149 têm cerca de 400 m de espessura e têm 134 milhões de anos. A seção sedimentar é uma estratigrafia pelágica típica , acumulada principalmente no Cretáceo, mas também nos últimos 7 milhões de anos ( Neógeno tardio ) construída sobre um embasamento da crosta oceânica do Cretáceo Inferior . A parte inferior é carbonato e chert, a próxima camada é muito rica em chert e a terceira camada é rica em argila. Isso é seguido por um longo hiato de deposição antes que a sedimentação volte a ~ 6,5 Ma ( Mioceno Superior ), com deposição de cinzas vulcânicas, argila e poeira levada pelo vento. A estratigrafia a leste do segmento de Mariana difere daquela subduzida abaixo do segmento Izu-Bonin por ter uma abundância muito maior de vulcânicos intra-placas do Cretáceo Inferior e basaltos de inundação. Cerca de 470 m da crosta oceânica foram penetrados no local ODP 801C durante as etapas 129 e 185. Estes são basalto da dorsal meso-oceânica típica que foi afetado pela alteração hidrotermal de baixa temperatura . Esta crosta é recoberta por um depósito hidrotérmico amarelo brilhante de 3 m de espessura e cerca de 60 m de olivina basalto alcalino , 157,4 ± 0,5 Ma de idade ( Pringle 1992 ).
Geofísica da laje subductada e manto
A estrutura profunda do sistema IBM foi fotografada usando uma variedade de técnicas geofísicas . Esta seção fornece uma visão geral desses dados, incluindo uma discussão sobre a estrutura do manto em profundidades> 200 km.
Sismicidade
Padrões espaciais de sismicidade são essenciais para localizar e entender a morfologia ea reologia de subduzindo litosféricas lajes , e isto é particularmente verdadeiro para o IBM zona Wadati-Benioff (WBZ). Katsumata & Sykes 1969 esboçaram pela primeira vez os recursos mais importantes do IBM WBZ. Seu estudo detectou uma zona de terremotos profundos abaixo do sul das Marianas e forneceu algumas das primeiras restrições sobre a natureza vertical e profunda de subduzir a litosfera do Pacífico abaixo da IBM do sul. Eles também encontraram uma região de sismicidade rasa reduzida (≤70 km) e uma ausência de eventos profundos (≥ 300 km) abaixo das Ilhas Vulcânicas adjacentes à junção das trincheiras de Izu Bonin e Mariana, onde as tendências da trincheira são quase paralelas à convergência vetor.
Mais recentemente, Engdahl, van der Hilst & Buland 1998 forneceram um catálogo de terremotos contendo locais melhorados (Figura 10). Este conjunto de dados mostra que, abaixo do norte da IBM, o mergulho do WBZ aumenta suavemente de ~ 40 ° a ~ 80 ° ao sul, e a sismicidade diminui entre profundidades de ~ 150 km e ~ 300 km (Figuras 11a c). A laje subduzida abaixo da IBM central (perto de 25 ° N; Fig. 11c) é delineada pela atividade sísmica reduzida que, no entanto, define uma orientação mais vertical que persiste para o sul (Figuras 11d f). Terremotos profundos, aqui definidos como eventos sísmicos ≥300 km de profundidade, são comuns abaixo de partes do sistema de arco IBM (Figuras 10, 11). Eventos profundos no sistema IBM são menos frequentes do que na maioria das outras zonas de subducção com sismicidade profunda, como Tonga / Fiji / Kermadec e América do Sul. Abaixo da IBM ao norte, a sismicidade profunda se estende para o sul até ~ 27,5 ° N, e um pequeno bolsão de eventos entre 275 km e 325 km de profundidade existe a ~ 22 ° N. Há uma faixa estreita de terremotos profundos abaixo da IBM do sul entre ~ 21 ° N e ~ 17 ° N, mas ao sul disso há pouquíssimos eventos profundos. Embora os primeiros estudos presumissem que a sismicidade demarcava o limite superior da laje, evidências mais recentes mostraram que muitos desses terremotos ocorrem dentro da laje. Por exemplo, um estudo de Nakamura et al. 1998 mostrou que uma região de eventos abaixo da região IBM mais ao norte ocorre ~ 20 km abaixo do topo da placa subductora. Eles propõem que a falha transformacional, que ocorre quando a olivina metaestável muda para uma estrutura espinélica mais compacta, produz esta zona de sismicidade. Na verdade, o mecanismo de falha para terremotos profundos é um tópico muito debatido (por exemplo, Green & Houston 1995 ) e ainda não foi resolvido. Zonas sísmicas duplas (DSZs) foram detectadas em várias partes da zona de subducção IBM, mas suas localizações dentro da laje, bem como as interpretações de sua existência, variam dramaticamente. Abaixo da IBM ao sul, Samowitz & Forsyth 1981 encontraram um DSZ situado a 80 km e 120 km de profundidade, com as duas zonas separadas por 30 a 35 km. Os mecanismos focais do terremoto indicam que a zona superior, onde a maioria dos eventos ocorre, está em compressão downdip, enquanto a zona inferior está em extensão downdip. Este DSZ está localizado em uma profundidade onde a curvatura da laje é maior; em maiores profundidades, ele se desdobra em uma configuração mais plana. Samowitz & Forsyth 1981 sugeriram que as tensões rígidas ou térmicas nos 150 km superiores da laje podem ser a causa primária da sismicidade. Para o norte da IBM, Iidaka & Furukawa 1994 usou um esquema de realocação de terremoto refinado para detectar um DSZ entre profundidades de 300 km e 400 km, que também tem um espaçamento de 30 35 km entre as zonas superior e inferior. Eles interpretaram dados de fases convertidas de S para P e modelagem térmica para propor que o DSZ resulta da falha transformacional de uma cunha de olivina metaestável na laje. Trabalhos recentes sugerem que variações composicionais na laje de subducção também podem contribuir para a zona sísmica dupla ( Abers 1996 ), ou que DSZs representam o local da desidratação serpentina na laje ( Peacock 2001 ).
Vulcanismo do Arco de Mariana e atividade hidrotérmica
Batimetria da região do arco de Mariana ( Baker et al. 2008 ), mostrando todos os 51 edifícios atualmente nomeados ao longo da frente vulcânica entre 12 ° 30'N e 23 ° 10'N. Edifícios submarinos hidrotermicamente ou vulcanicamente ativos são rotulados em vermelho; edifícios subaeriais ativos são rotulados de verde. Edifícios submarinos e subaeriais inativos são rotulados em fontes menores em preto e verde, respectivamente. Para todos os edifícios, os rótulos da caldeira estão em negrito e itálico. Círculos pretos (20 km de diâmetro) identificam os centros vulcânicos compostos de vários edifícios individuais. A linha vermelha sólida é o centro de expansão do backarc.
Vulcanismo de arco
Baker et al. O ano de 2008 identificou 76 edificações vulcânicas ao longo de 1370 km do arco de Mariana, agrupadas em 60 centros vulcânicos , dos quais pelo menos 26 (20 submarinos) são hidrotermicamente ou vulcanicamente ativos. A densidade geral do centro vulcânico é 4,4 / 100 km de arco, e a dos centros ativos é 1,9 / 100 km. Vulcões ativos situam-se de 80 a 230 km acima da placa do Pacífico, e cerca de 25% ficam atrás da frente magmática do arco. Não há evidências de um espaçamento regular dos vulcões ao longo do arco de Mariana. A distribuição de frequência do espaçamento do vulcão ao longo da frente magmática do arco atinge o pico entre 20 e 30 km e mostra a forma assimétrica de cauda longa típica de muitos outros arcos. A primeira compilação global de vulcões de arco usando dados batimétricos recentes estimou que arcos que são pelo menos parcialmente submarinos têm uma população de quase 700 vulcões, dos quais pelo menos 200 estão submersos ( de Ronde et al. 2003 ).
Atividade hidrotérmica do arco
Baker et al. 2008 estimou que os arcos intra-oceânicos combinados podem contribuir com emissões hidrotérmicas iguais a ~ 10% daquelas do sistema global da dorsal meso-oceânica.
Importância histórica do sistema de arco IBM
Guam, no sistema de arco sul da IBM, é onde Magalhães pousou pela primeira vez após sua épica travessia do Oceano Pacífico em 1521. As Ilhas Bonin foram uma parada significativa para água e suprimentos para a caça de baleias na Nova Inglaterra durante o início do século XIX. Naquela época, eram conhecidas como Ilhas Peel.
Batalhas terríveis foram travadas nas ilhas de Saipan e Iwo Jima em 1944 e 1945; muitos jovens soldados japoneses e americanos morreram nessas batalhas. George HW Bush foi abatido em 1945 perto de Chichijima , nas Ilhas Bonin. Doze marinheiros japoneses ficaram presos em junho de 1944 no vulcânico Anatahan por sete anos, junto com o supervisor da plantação abandonada e uma jovem japonesa atraente. O romance e filme de 1953 Anatahan é baseado nesses eventos. O bombardeiro B-29 Enola Gay voou de Tinian para lançar a primeira bomba atômica em Hiroshima em 1945. O sargento Shoichi Yokoi escondeu-se nos confins de Guam por 28 anos antes de sair do esconderijo em 1972. A cobra-das-árvores marrom foi introduzida acidentalmente durante A Segunda Guerra Mundial e desde então devastou pássaros nativos em Guam.
Veja também
Referências
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links externos
- [1] - Investigações do NOAA Ring of Fire 2006 no arco de Mariana - incluindo vídeos
- [2] - Investigações do NOAA Ring of Fire 2004 no arco de Mariana - incluindo vídeos
- [3] - Investigações do NOAA Ring of Fire 2003 no arco de Mariana - incluindo vídeos
- [4] - informações sobre uma reunião geocientífica de 2007 sobre o arco IBM, incluindo apresentações e pôsteres que podem ser baixados.