ΓΕΩΦΥΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ SUBDUCTION ZONES ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΚΟΥΡΟΥΚΛΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

Transcript

1 ΓΕΩΦΥΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ SUBDUCTION ZONES ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΚΟΥΡΟΥΚΛΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

2 ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥΣ ΑΝΑ ΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΖΩΝΗΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΚΑΜΨΗ (BENDING)

3 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ; Οι ζώνες κατάδυσης σχηματίζονται από τη σύγκλιση δύο λιθοσφαιρικών πλακών, μιας ηπειρωτικής και μιας ωκεάνιας η οποία βυθίζεται κάτω από την ηπειρωτική.

4 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΑΝΑ ΤΟΝ ΚΟΣΜΟ

5 Ο μηχανισμός με τον οποίο δημιουργείται η ζώνη κατάδυσης είναι ο ακόλουθος 1. Σύγκλιση και σύγκρουση της ωκεάνιας βασικής υπερβασικής σύστασης και μικρότερου πάχους πλάκας κάτω από την ηπειρωτική πλάκα 2. Βύθιση της ωκεάνιας πλάκας κάτω από την ηπειρωτική σε μεγάλο βάθος μέσα στο μανδύα εξ αιτίας του μικρού της πάχους και του μεγάλου ειδικού βάρους της 3. Κατά την βύθιση της η ωκεάνια πλάκα συμπαρασύρει μαζί της ιζήματα που έχουν αποτεθεί επάνω της και τα οποία λόγω του μικρού ειδικού βάρους τους όταν φτάσουν στο μανδύα λειώνουν και αναδύονται δημιουργώντας το ηφαιστειακό τόξο στο εσωτερικό της ηπειρωτικής πλάκας

6 ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΖΩΝΗΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ Η οπισθότοξη περιοχή (back arc), με τον σχηματισμό της εσωτερικής οπισθότοξης και αβαθούς θαλάσσιας λεκάνης Το ηφαιστειακό τόξο (volcanic arc) Το εμπρόσθιο τόξο (fore arc), με το σχηματισμό της εξωτερικής λεκάνης, μιας θαλάσσιας αβαθούς λεκάνης Η αύλακα (trench) trench): μια βαθειά επιμήκης ημίκλειστη λεκάνη Μεταξύ της εξωτερικής λεκάνης και της αύλακας μεσολαβεί μια απότομη κλιτύς που υλοποιεί το ανώτερο τμήμα της ζώνης κατάδυσης ενώ η αύλακα υλοποιεί το κατώτερο τμήμα της

7 ΜΟΝΤΕΛΟ ΓΙΑ ΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ Vs = ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ Vup = ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΗΣ ΠΑΝΩ (ΗΠΕΙΡΩΤΙΚΗΣ) ΠΛΑΚΑΣ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΕΙΝΑΙ Ο ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΤΑΣΗΣ (Κc) Κc=- (a-b) * σ/l ΟΠΟΥ (a-b) ΚΑΙ L ΕΙΝΑΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΡΙΒΗΣ ΕΝΩ σ Η ΚΑΘΕΤΗ ΤΑΣΗ Ο ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ (a-b) ΠΑΙΡΝΕΙ ΑΡΝΗΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΑΝ ΙΣΧΥΕΙ ΟΤΙ ΤΟ Κ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟ Κc ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΣΕΙΣΜΟΣ ΕΝΩ ΑΝ ΤΟ Κ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟ Κc ΤΟΤΕ Η ΟΛΙΣΘΗΣΗ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΣΤΑΘΕΡΗ

8 ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΣΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ 1. F 1/2 SP = A*L*t, ΔΥΝΑΜΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΟΠΟΥ: Α=ΑΠΟΣΤΑΣΗΑΠΟΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΑΠΟ ΤΟ ΜΑΝΔΥΑ L=ΤΟ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ t=ηλικια ΗΛΙΚΙΑ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ 2.F R =6*Π* μ* R d *Vc /λ, ΔΥΝΑΜΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΟΠΟΥ : μ =ΤΟ ΜΕΣΟ ΙΞΩΔΕΣ R =Η= ΕΝΕΡΓΟΣ ΑΚΤΙΝΑ ΤΟΥ ΕΛΛΕΙΨΟΕΙΔΟΥΣ ΤΗΣ ΤΑΦΡΟΥ V c = (V s + V up ) * n λ = ΜΕΓΙΣΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ ΕΛΛΕΙΨΟΕΙΔΟΥΣ ΤΗΣ ΤΑΦΡΟΥ

9 ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΙΣΧΥΕΙ : ΔΗΛΑΔΗ ΘΑ ΙΣΧΥΕΙ: FSP = FR F R =6*Π* μ* R d *Vc /λ = F SP = A*L*t1/2

10 ΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΙΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΑΝΩ (ΗΠΕΙΡΩΤΙΚΗΣ) ΠΛΑΚΑΣ F su = β*f sp ΔΥΝΑΜΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΟΠΟΥ β < 1 ΔFN = F su *cosψ FSASA = - 6*π*μ*Rn*(Vupnupn Vrb ΔFN = FSA*sinΨ rb)/λ, Fup up = - FSA SA

11 ΚΑΤΑΛΗΓΟΥΜΕ ΟΤΙ Η ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΑΠΟΣΥΖΕΥΞΗ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΟΤΑΝ ΔFN* * = FSA F * SINΨ + FSU * COSΨ ΕΝΩ Η ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΤΗΣ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ OΤΑΝ FUP = - FSA = T ΥΠΑΡΧΟΥΝ 3 ΕΙΔΗ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ 1.ΣΥΜΠΙΕΣΤΙΚΕΣ 2.ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΕΣ 3.ΕΝΤΟΝΑ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΕΣ Ο ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΠΟΥ ΚΑΘΟΡΙΖΕΙ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΤΗΣ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΙΝΑΙ Η VUP ΟΠΩΣ ΦΑΙΝΕΤΑΙ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΕΠΟΜΕΝΟ ΣΧΗΜΑ

12 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΜΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ 2 ΚΡΙΤΗΡΙΑ 1.Η ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΣΥΖΕΥΞΗ 2.Η ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΤΗΣ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΓΕΝΙΚΑ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΣΥΜΦΩΝΕΙ ΜΕ ΤΑ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΛΛΑ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΚΑΙ ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ ΠΟΥ ΕΜΠΟΔΙΖΟΥΝ ΤΗΝ ΠΛΗΡΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΕΝΑ ΤΕΤΟΙΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΙΝΑΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΤΟΞΟ ΛΟΓΩ ΤΗΣ ΠΟΛΥΠΛΟΚΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΤΟΥ ΣΤΟ ΑΙΓΑΙΟ

13 ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ 1. ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ 2. ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΠΟΥ ΕΠΙΚΡΑΤΕΙ ΣΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ

14 ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΤΟΥΣ ΟΙ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΔΙΑΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΤΟΥΣ ΣΕ ΑΥΤΕΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΠΡΟΣ ΤΑ ΔΥΤΙΚΑ ΚΑΙ ΑΥΤΕΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΑΠΟ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΕΩΣ ΒΟΡΕΙΑ ΒΟΡΕΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΗ Η ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΑΥΤΗ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣ ΤΑ ΔΥΤΙΚΑ ΚΙΝΗΣΗ ΤΗΣ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑΣ Η ΟΠΟΙΑ ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΑΣΘΕΝΟΣΦΑΙΡΑ ΟΙ ΖΩΝΕΣ ΜΕ ΔΥΤΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΕΧΟΥΝ ΜΙΚΡΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ (30 40 ΕΚ.ΕΤΗ ΕΤΗ) ΕΝΩ ΑΥΤΕΣ ΜΕ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΕΧΟΥΝ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ (ΜΕΧΡΙ ΚΑΙ ΠΑΝΩ ΑΠΟ 100 ΕΚ.ΕΤΗ ΕΤΗ)

15 ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΠΟΥ ΕΠΙΚΡΑΤΕΙ ΣΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ Α. ΑΝ Η ΚΙΝΗΣΗ ΤΗΣ ΗΠΕΙΡΩΤΙΚΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΕΙΝΑΙ ΕΙΝΑΙ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΖΩΝΗ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΤΟΤΕ ΕΧΟΥΜΕ ΣΥΜΠΙΕΣΤΙΚΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΤΗΝ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΗ ΠΕΡΙΟΧΗ, ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗΣ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΣΕΙΣΜΟΥΣ, ΛΕΠΤΥΝΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ Β. ΑΝ Η ΚΙΝΗΣΗ ΤΗΣ ΗΠΕΙΡΩΤΙΚΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΕΙΝΑΙ ΑΝΤΙΘΕΤΗ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΖΩΝΗ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΤΟΤΕ ΕΧΟΥΜΕ ΕΦΕΛΚΥΣΤΗΚΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΤΗΝ ΟΠΙΣΘΟΤΟΞΗ ΠΕΡΙΟΧΗ, ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΥΣΙΑ ΜΕΓΑΛΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΣΕΙΣΜΩΝ ΕΝΩ Η ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗ ΠΛΑΚΑ ΕΙΝΑΙ ΠΙΟ ΣΥΜΠΑΓΗΣ

16 ΕΝΑ ΑΚΟΜΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΠΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΕΙΝΑΙ Η ΚΑΜΨΗ (BENDING) ΤΗΣ ΩΚΕΑΝΙΑΣ ΠΛΑΚΑΣ Η ΚΑΜΨΗ ΤΗΣ ΩΚΕΑΝΙΑΣ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑΣ ΣΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΠΑΡΑΓΕΙ ΤΑΣΕΙΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΡΕΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΠΛΑΚΩΝ Η ΚΑΜΨΗ ΑΛΛΑΖΕΙ ΤΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΟΜΕΝΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΤΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΠΟΣΟ ΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΗΓΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΚΛΥΕΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΔΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΜΕ ΜΕΤΑΒΑΣΗ ΣΕ ΕΝΑΝ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΘΡΑΥΣΗΣ ΚΑΙ ΠΛΑΣΤΙΚΟΥ ΕΡΠΥΣΜΟΥ

17 ΑΝΑΦΟΡΕΣ Bilek, L. S. et al. (2005). Slab pull, slab weakening, and their relation to deep intra-slab seism city. Geophys. Res. Lett., 32, doi: /2005gl Buffett, B. A. (2006). Plate forces due to bending at subduction zones J. Goephys. Res., 111, doi: /2006jb Conrad,P.C. et al. (2004) Great earthquakes and slab pull : interaction between seismic coupling and plate slab coupling Earth Planet. Sci. Lett. 218, Doglioni, C. et al. (1999). Orogens slabs vs. their direction of subduction. Earth Sci. Reviews, 45, King, D.S. (2001). Subduction zones: observations and geodynamic models. Phys. Earth Planet.Int. 127, Scholz,C.H. and Campos,J. (1995). On the mechanism of seismic decoupling and back ark spreading at subduction zones. J. Geophys. Res., 100,

18 Ευχαριστώ!