کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8907175 1634672 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Collapse of passive margins by lithospheric damage and plunging grain size
ترجمه فارسی عنوان
سقوط حاشیه های منفعل توسط آسیب لیتوسفریک و سقوط اندازه دانه
کلمات کلیدی
حاشیه منفعل، آسیب دانه، شروع فرادن، ریاضی لیتوسفیری،
ترجمه چکیده
سقوط حاشیه های منفعل به عنوان یک مکانیسم احتمالی برای شروع خود به خود فروکش کردن پیشنهاد شده است. به منظور ایجاد یک ترانشه جدید در اتصال بین صفحات اقیانوسی و قاره ای، لیتوفوس اقیانوس سرد و سخت باید به اندازه کافی تضعیف شود تا در شرایط تکتونیکی تغییر شکل دهد. چنین مقادیری به سختی می توان در قسمت مجذور سرد لیتوسفر، که در آن لیتوسفر گوشته به حداکثر توان می رسد، رسیده است. مقدار تضعیف مورد نیاز برای لیتوسفر در این وضعیت تکتونیکی تغییر شکل داده است. استرس در حاشیه خنثی منفجره با زمان (به عنوان مثال، به علت فشار رگه) افزایش می یابد و با فشارهای موجود در لیتوسفر در زمان رفنت شدن (به عنوان مثال، به دلیل کشیدن از جریان زیر دست فرعی)، افزایش می یابد. افزایش استرس می تواند ضعف بخشی از مجرای لیتوسفر را بوسیله خزش جابجایی یا کاهش اندازه دانه در ارتباط با رلیولوژی حساس حساس به اندازه دانه مانند خزش نفوذ. در حالی که تنش در حال افزایش است برای تضعیف لیتوسفر، درجه حرارت کاهش می یابد و آن را سخت می کند و تسلط یک اثر یا دیگری تعیین می کند که آیا حاشیه می تواند ضعف و سقوط کند. در اینجا، ما یک مدل تکاملی حرارتی و مکانیکی حاشیه منفعل را ارائه می دهیم، که در آن ما پیش بینی شکل گیری یک منطقه برشی ضعیف را می گذاریم که دامنه عمق قابل توجهی از قسمت مجرای لیتوسفر را در بر می گیرد. رطوبت به علت خنک شدن با تضعیف شدن به علت کاهش اندازه دانه، به وسیله ترکیبی از استرس های اعمال شده و آسیب های دانه جبران می شود. ضعیف شدن از طریق آسیب های دانه ای کم است، زمانی که فشار ریدر تنها منبع استرس در لیتوسفر است و باعث می شود سقوط یک حاشیه منفعل در این سناریو بعید باشد. با این حال، اضافه کردن حتی یک استرس کوچک از کشیدن مداد باعث آسیب و تضعیف بخش قابل توجهی از لیتوفان است. ما معتقدیم که کاهش سریع دانه دانه در بخش مجذور لیتوفسفر می تواند قادر باشد، یا حداقل به طور قابل توجهی تسهیل، فروپاشی حاشیه منفعل و شروع یک منطقه فرورانش جدید. ما از این مدل برای برآورد شرایط فروپاشی حاشیه منفعل برای زمین های مدرن و باستانی و همچنین زهره استفاده می کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات علوم زمین و سیاره ای (عمومی)
چکیده انگلیسی
The collapse of passive margins has been proposed as a possible mechanism for the spontaneous initiation of subduction. In order for a new trench to form at the junction between oceanic and continental plates, the cold and stiff oceanic lithosphere must be weakened sufficiently to deform at tectonic rates. Such rates are especially hard to attain in the cold ductile portion of the lithosphere, at which the mantle lithosphere reaches peak strength. The amount of weakening required for the lithosphere to deform in this tectonic setting is dictated by the available stress. Stress in a cooling passive margin increases with time (e.g., due to ridge push), and is augmented by stresses present in the lithosphere at the onset of rifting (e.g., due to drag from underlying mantle flow). Increasing stress has the potential to weaken the ductile portion of the lithosphere by dislocation creep, or by decreasing grain size in conjunction with a grain-size sensitive rheology like diffusion creep. While the increasing stress acts to weaken the lithosphere, the decreasing temperature acts to stiffen it, and the dominance of one effect or the other determines whether the margin might weaken and collapse. Here, we present a model of the thermal and mechanical evolution of a passive margin, wherein we predict formation of a weak shear zone that spans a significant depth-range of the ductile portion of the lithosphere. Stiffening due to cooling is offset by weakening due to grain size reduction, driven by the combination of imposed stresses and grain damage. Weakening via grain damage is modest when ridge push is the only source of stress in the lithosphere, making the collapse of a passive margin unlikely in this scenario. However, adding even a small stress-contribution from mantle drag results in damage and weakening of a significantly larger portion of the lithosphere. We posit that rapid grain size reduction in the ductile portion of the lithosphere can enable, or at least significantly facilitate, the collapse of a passive margin and initiate a new subduction zone. We use this model to estimate the conditions for passive margin collapse for modern and ancient Earth, as well as for Venus.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Earth and Planetary Science Letters - Volume 484, 15 February 2018, Pages 341-352
نویسندگان
, ,