Klin płaszczowy

Klin płaszcza to trójkątny fragment płaszcza , który leży nad subdukcyjną płytą tektoniczną i pod płytą nadrzędną. Ten fragment płaszcza można zidentyfikować za pomocą obrazowania prędkości sejsmicznej oraz map trzęsień ziemi. Subdukujące płyty oceaniczne przenoszą duże ilości wody ; ta woda obniża temperaturę topnienia powyższego klina płaszcza. Topienie klina płaszcza może również przyczynić się do obniżenia ciśnienia w wyniku przepływu w klinie. Ten stop powoduje powiązany wulkanizm na powierzchni ziemi. Ten wulkanizm można zobaczyć na całym świecie, w miejscach takich jak Japonia i Indonezja .

Woda w klinie płaszcza

Magmy wytwarzane w regionach strefy subdukcji mają wysoką zawartość substancji lotnych . Woda ta pochodzi z rozpadu uwodnionych minerałów w płycie subdukcyjnej, a także z wody w płycie oceanicznej z przesiąkania wody morskiej. Ta woda unosi się z płyty subdukcyjnej do nadrzędnego klina płaszcza. Woda obniża temperaturę topnienia klina i pozostawia stopione inkluzje, które można zmierzyć w powiązanych łukowych skałach wulkanicznych.

Struktura klina płaszcza

Płaszcz przedniego łuku rozciąga się od miejsca, w którym płyta subdukcyjna styka się z zimnym nosem klina płaszcza, co ma miejsce na głębokościach od 10 do 40 km. Niskie tłumienie sejsmiczne i wysokie prędkości sejsmiczne charakteryzują ten region. Istnieje granica między tym obszarem niskiego tłumienia a obszarem wysokiego tłumienia po przedniej stronie wulkanów łukowych. Aby zobrazować obszar klina płaszcza poniżej łuków wulkanicznych, należy skoordynować obrazy fal P, fal S i tłumienia sejsmicznego. Te tomograficzne obrazy pokazują obszar o niskiej prędkości i wysokim tłumieniu nad płytą subdukcyjną. Najwolniejsze prędkości w tych obszarach łuku wulkanicznego to Vp= 7,4 km·s ^-1 i Vs= 4 km·s ^-1 . Regiony klinów płaszcza, które nie są związane z wulkanizmem łukowym, nie wykazują tak niskich prędkości. Można to przypisać produkcji stopu w klinie płaszcza.

Przepływ klina płaszcza

Przepływ w klinach płaszcza ma istotny wpływ na strukturę termiczną, ogólną cyrkulację płaszcza i stopienie w klinie. Minerały są anizotropowe i mają zdolność układania się w płaszczu pod wpływem obciążenia. Te wyrównania minerałów można zobaczyć za pomocą obrazowania sejsmicznego , ponieważ fale będą przemieszczać się przez różne orientacje minerału z różnymi prędkościami. Odkształcenie ścinające związane z przepływem płaszcza wyrówna szybki kierunek piroksenu i oliwinu ziarna w kierunku przepływu. Jest to najpowszechniejsza teoria przepływu w płaszczu, chociaż istnieją teorie przeciwne (6) . Przepływ wewnątrz klina płaszcza jest równoległy do ​​skorupy, aż dotrze do stosunkowo chłodniejszego nosa klina, a następnie zostaje odwrócony i jest równoległy do ​​płyty subdukcyjnej. Nos klina jest generalnie odizolowany od całego przepływu płaszcza.

Utlenianie w klinie płaszcza

Badania wykazały, że magma wytwarzająca łuki wyspowe jest bardziej utleniona niż magma wytwarzana na grzbietach śródoceanicznych . Ten względny stopień utlenienia został określony na podstawie stopnia utlenienia żelaza płynnych wtrąceń w szklistych skałach wulkanicznych. Stwierdzono, że ten stan utlenienia jest skorelowany z zawartością wody w klinie płaszcza. Sama woda jest słabym utleniaczem i dlatego środek utleniający musi być transportowany jako rozpuszczony jon w płycie subdukcyjnej.