収束境界

収束境界（破壊境界とも呼ばれる）は、地球上で2つ以上のリソスフェアプレートが衝突する領域です。 1つのプレートが最終的に他のプレートの下に滑り込み、このプロセスは沈み込みと呼ばれます。 沈み込み帯は、多くの地震が発生する面によって定義され、和達・ベニオフ帯と呼ばれます。^[1]これらの衝突は数百万年から数千万年のスケールで発生し、火山活動、地震、造山運動、リソスフェアの破壊、および変形につながる可能性があります。 収束境界は、海洋-海洋リソスフェア、海洋-大陸リソスフェア、および大陸-大陸リソスフェアの間に発生します。 収束境界に関連する地質学的特徴は、地殻の種類によって異なります。

プレートテクトニクスはマントルの対流細胞によって駆動される。対流細胞は、マントル内の元素の放射性崩壊によって発生した熱が表面に逃げ、表面からマントルに冷たい物質が戻ることによって生じる。^[2]これらの対流細胞は、熱いマントル物質を拡大中心に沿って表面に運び、新しい地殻を形成する。この新しい地殻は、より新しい地殻の形成によって拡大中心から押しのけられると、冷えて薄くなり、密度が増す。この密度の高い地殻が密度の低い地殻と収束すると、沈み込みが始まる。重力は、沈み込むスラブをマントルに押し込むのに役立つ。^[3]比較的冷たい沈み込むスラブがマントルの奥深くに沈むと、加熱され、含水鉱物が分解する。これにより、より高温のアセノスフェアに水が放出され、アセノスフェアの部分的な溶融と火山活動につながる。脱水と部分溶融はともに1,000℃（1,830℉）の等温線に沿って起こり、一般的には深さ65～130km（40～81マイル）で起こる。^{[4] [5]}

一部の岩石圏プレートは、大陸岩石圏と海洋岩石圏の両方から構成されています。場合によっては、別のプレートとの最初の収束により海洋岩石圏が破壊され、2 つの大陸プレートの収束につながります。どちらの大陸プレートも沈み込みません。プレートは大陸地殻と海洋地殻の境界に沿って破壊される可能性があります。地震トモグラフィーにより、収束中に破壊された岩石圏の破片が明らかになります。

沈み込み帯は、岩石圏の密度差により、1 つの岩石圏プレートが収束境界で別の岩石圏プレートの下に滑り込む領域です。これらのプレートは平均 45° 傾斜していますが、変化する可能性があります。沈み込み帯では、プレートの内部変形、反対側のプレートとの収束、海溝での屈曲の結果として、地震が頻繁に発生します。地震は深さ 670 km (416 マイル) まで検出されています。比較的冷たく密度の高い沈み込みプレートはマントルに引き込まれ、マントル対流を促進します。^[6]

2 つの海洋プレートの衝突では、より冷たく密度の高い海洋リソスフェアが、より温かく密度の低い海洋リソスフェアの下に沈みます。スラブがマントルの奥深くに沈むと、海洋地殻の含水鉱物の脱水により水が放出されます。この水はアセノスフェア内の岩石の融点を下げ、部分溶融を引き起こします。部分溶融はアセノスフェアを通って上昇し、最終的に地表に達し、火山島弧を形成します。^{[引用が必要]}

海洋リソスフェアと大陸リソスフェアが衝突すると、密度の高い海洋リソスフェアが密度の低い大陸リソスフェアの下に沈み込みます。深海堆積物と海洋地殻が海洋プレートから削り取られると、大陸地殻に付加ウェッジが形成されます。沈み込むスラブの含水鉱物の脱水による部分溶融の結果として、大陸リソスフェアに火山弧が形成されます。^{[引用が必要]}

一部の岩石圏プレートは大陸地殻と海洋地殻の両方から構成されています。沈み込みは、海洋岩石圏が大陸地殻の下に滑り込むことで始まります。海洋岩石圏がより深く沈み込むと、付着している大陸地殻は沈み込み帯に引き寄せられます。大陸岩石圏が沈み込み帯に達すると、大陸岩石圏は浮力が高く、他の大陸岩石圏の下に沈み込みにくくなるため、沈み込みプロセスは変化します。大陸地殻の小さな部分は、スラブが壊れるまで沈み込む可能性があり、海洋岩石圏は沈み込みを続け、高温のアセノスフェアが上昇して隙間を埋め、大陸岩石圏は跳ね返ります。^[7]この大陸の反発の証拠には、地表に露出している90～125km（56～78マイル）の深さで形成される超高圧変成岩が含まれます。 ^{[8]地震記録は、}コーカサス大陸-大陸収束帯の下にある引き裂かれたスラブの地図を作成するために使用されており、 ^[9]地震トモグラフィーは、テチス縫合帯（アルプス-ザグロス-ヒマラヤ山脈帯）の下にある分離したスラブの地図を作成しました。^[10]

海洋地殻には、角閃石や雲母などの含水鉱物が含まれています。沈み込みの過程で、海洋リソスフェアは加熱され変成し、これらの含水鉱物が分解して、アセノスフェアに水が放出されます。アセノスフェアへの水の放出は部分溶融につながります。部分溶融により、より浮力のある高温の物質が上昇し、地表での火山活動や地下での深成岩の定置につながる可能性があります。^[11]マグマを生成するこれらのプロセスは完全には理解されていません。^[12]

これらのマグマが地表に達すると、火山弧が形成されます。火山弧は、島弧列または大陸地殻上の弧として形成されます。 3 種類の火山岩のマグマ系列が、火山弧に関連して見つかります。化学的に還元された ソレアイト質マグマ系列は、海洋火山弧に最も特徴的ですが、急速な沈み込み (>7 cm/年) より上の大陸火山弧でも見られます。この系列はカリウムが比較的少ないです。より酸化された石灰アルカリ系列は、カリウムと不適合元素が中程度に濃縮されており、大陸火山弧の特徴です。アルカリ性マグマ系列(カリウムが非常に豊富) は、大陸の深部に存在することがあります。カリウムが極めて多いショショナイト系列はまれですが、火山弧で見つかることがあります。^{[5]各系列の}安山岩成分は典型的に最も豊富であり、^[13]太平洋深海盆の玄武岩火山活動から周囲の火山弧の安山岩火山活動への移行は、安山岩線と呼ばれています。^{[14] [15]}

背弧盆地は火山弧の背後に形成され、伸張テクトニクスと高熱流量に関連しており、しばしば海底拡大中心の本拠地となっている。これらの拡大中心は中央海嶺に似ているが、背弧盆地のマグマ組成は一般に中央海嶺マグマよりも多様で、水分含有量が多い。^[16]背弧盆地は、薄くて熱いリソスフェアを特徴とすることが多い。背弧盆地の開口は、熱いアセノスフェアがリソスフェアに移動し、伸張を引き起こすことによって発生する可能性がある。^[17]

海洋溝は、収束境界または沈み込み帯を示す狭い地形の低地です。海洋溝の平均幅は 50 ～ 100 km (31 ～ 62 マイル) で、長さは数千キロメートルに及ぶことがあります。海洋溝は、沈み込むスラブの屈曲の結果として形成されます。海洋溝の深さは、沈み込む海洋リソスフェアの年齢によって制御されているようです。^[5]海洋溝の堆積物の充填量はさまざまで、通常は周辺地域からの堆積物の流入量に依存します。海洋溝であるマリアナ海溝は、深さ約 11,000 m (36,089 フィート) で、海洋の最深部です。^[要出典]

地震は収束境界沿いでよく発生します。地震活動が活発な地域である和達-ベニオフ帯は、通常 45° 傾斜しており、沈み込むプレートの境界となります。地震は、和達-ベニオフ境界に沿って 670 km (416 マイル) の深さまで発生します。^[要出典]

圧縮力と伸張力の両方が収束境界に沿って作用する。海溝の内壁では、2つのプレートの相対的な動きにより、圧縮断層または逆断層が発生する。逆断層は海洋堆積物を削り取り、付加体の形成につながる。逆断層は巨大断層地震を引き起こす可能性がある。海溝の外壁では、下降するスラブの曲がりにより、引張断層または正断層が発生する。^[18]

巨大地震は海底の広い範囲に突然の垂直変位を引き起こし、津波を発生させる。^[19]

最も致命的な自然災害のいくつかは、収束境界プロセスによって発生しています。2004年のインド洋地震と津波は、インドプレートとビルママイクロプレートの収束境界に沿った巨大地震によって引き起こされ、20万人以上が死亡しました。2011年の日本沖津波は、ユーラシアプレートと太平洋プレートの収束境界に沿ったマグニチュード9の巨大地震によって引き起こされ、16,000人が死亡し、3,600億ドルの損害をもたらしました。

付加体ウェッジ（付加体プリズムとも呼ばれる）は、堆積物が沈み込む岩石圏から削り取られ、上にある岩石圏に押し付けられることで形成される。これらの堆積物には、火成地殻、タービダイト堆積物、遠洋性堆積物などがある。付加体ウェッジでは、力がこれらの新しく追加された堆積物を圧縮し、断層を作り続けるため、基底デコルマ面に沿った重なり合う逆断層が発生する。 ^[5]付加体ウェッジの断層が続くと、ウェッジ全体が厚くなる。^[20]海底地形は、付加、特に火成地殻の押し付けに何らかの役割を果たしている。^[21]

• ユーラシアプレートとインドプレートの衝突によりヒマラヤ山脈が形成されています。^{[22] [23]}
• オーストラリアプレートと太平洋プレートの衝突によりニュージーランドの南アルプス山脈が形成された。
• アリューシャン列島を形成している太平洋プレートの北部と北アメリカプレート北西部の沈み込み。
• ナスカプレートが南アメリカプレートの下に沈み込み、アンデス山脈を形成した。
• 太平洋プレートがオーストラリアプレートとトンガプレートの下に沈み込み、ニュージーランドからニューギニアまでの複雑な沈み込み/トランスフォーム境界を形成します。
• ユーラシアプレートとアフリカプレートの衝突により、トルコのポントス山脈が形成されました。
• 太平洋プレートがマリアナプレートの下に沈み込むことでマリアナ海溝が形成されました。
• ファンデフカプレートが北アメリカプレートの下に沈み込み、カスケード山脈を形成します。

• プレート一覧 – プレートの概要
• プレート相互作用のリスト – 地球の岩石圏の動き
• オブダクション – 収束型プレート境界における海洋リソスフェアの大陸リソスフェアへの押し出し

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