Кинематика субдукции.

В основе кинематических моделей субдукции лежат векторы скорости «абсолютных» движений: горизонтального скольжения двух взаимодействующих литосферных плит, а также гравитационного опускания одной из них при ее отрицательной плавучести на астеносфере. В последнем случае учитывается и соответствующееоткатывание шарнира субдудирующей плиты (линии ее перегиба у желоба). Исходя из векторов «абсолютных» скоростей, определяют относительные движения плит вдоль сместителя зоны субдукции, а также дополняющие их деформации (складчатость и разрывные смещения: сдвиги, взбросы и надвиги, рифтинг и спрединг) в надвигающейся литосферной плите.

Три главных для рассматриваемой модели вектора выражают скорости «абсолютных» движений: направленные горизонтально векторы v_u (скорость скольжения пододвигающейся плиты) и v₀ (скорость скольжения надвигающейся плиты), а также направленный вертикально вниз вектор v_g (скорость гравитационного опускания пододвигающейся плиты в астеносферу). Для молодой океанской литосферы, «плавучей» в близповерхностных условиях (до уплотнения за счет фазовых переходов), эта последняя величина равна нулю. Она, вероятно, становится значимой для позднемеловой (или раннекайнозойской) литосферы и увеличивается возрастом. Следствием такого гравитационного опускания и должно быть упоминавшееся выше откатывание шарнира субдуцирующей плиты со скоростью v_r=v_g х ctgΘ, где Θ — угол наклона плиты близ поверхности.

Противоположному, наступательному смещению шарнира субдуцирующей плиты, как полагают, препятствует погруженная часть плиты, «заякоренная» в мантии. При таком смещении происходило бы ее подворачивание и опрокидывание, однако, насколько можно судить по геофизическим данным, этого не происходит. Не исключено наступательное перемещение субдуцирующей литосферы (и ее шарнира) вместе с окружающим ее астеносфсрным веществом.

Векторы горизонтального движения литосферных плит могут быть ориентированы как под прямым, так и под острым углом к желобу. В последнем случае направленные вкрест простирания желоба составляющие этих векторов равны: v_usinα, v₀sinβ где α, β — углы между вектором и простиранием желоба. Сумма этих двух составляющих представляет собой скорость конвергенции плит вкрест простирания желоба. Полная величина скорости конвергенции плит определяется вектором v, полученным от сложения v_u с v₀ и ориентированным под соответствующим углом к простиранию желоба. Прочие векторы смещения (v_s, v_t, v_b) выражают относительные горизонтальные движения у главного контакта в желобе и на границе, отделяющей надвигающуюся литосферную плиту от ее фронтальной части. При косоориентированной субдукции вдоль этой границы развиваются продольные сдвиги, как это происходит, в частности, вдоль Зондской дуги.

При высоких скоростях движения верхней плиты, а также там, где субдуцирует относительно легкая или утолщенная океанская литосфера, верхняя плита наступает за линию шарнира нижней плиты и перекрывает ее (v₀sinβ > v_r). Образуется очень пологая приповерхностная часть зоны Беньофа, характерно выраженная центральным отрезком Анд. В обеих литосферных плитах появляются напряжения и структуры сжатия.

Напротив, там, где субдуцирует древняя и тяжелая литосфера, возможны условия, при которых висячее крыло отстает в своем движении от откатывания шарнира (v₀sinβ < v_r). Соответствующее зияние реализуется по ослабленным зонам над поверхностью субдукции, где раскрываются задуговые или внутридуговые бассейны. Это определяется вектором относительного смещения фронтальной части надвигающейся литосферной плиты (v_b). Рассмотренная кинематическая модель предусматривает, наряду с понятием скорость конвергенции (v), также и понятие скорость субдукции (v_m) как результат суммирования в вертикальной плоскости двух векторов, упоминавшихся выше: v_u (скорость скольжения пододвигающейся плиты на наклонном отрезке траектории, т. е. за линией шарнира) и v_g (скорость гравитационного опускания этой плиты в астеносферу). Следовательно, вектор скорости субдукции ориентирован под большим углом к горизонту, чем наклон погружающейся плиты. Такая скорость субдукции (v_m=v_u+v_g) определяет направление и скорость погружения нижней литосферной плиты в мантию (т. е. ее «абсолютное» движение) и вычисляется без учета движений верхней литосферной плиты.