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。一方のプレートが最終的にもう一方のプレートの下に沈み込み、このプロセスは沈み込みとして知られています。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、ワダチ・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、海洋リソスフェア間、海洋リソスフェアと大陸リソスフェア間、および大陸リソスフェア間で発生します。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、マントル内の対流によって駆動されます。対流セルは、マントル内の元素の放射性崩壊によって発生した熱が地表に逃げ出し、地表からマントルへ冷たい物質が戻ることによって生じます。^{[ 2 ]}これらの対流セルは、拡大中心に沿って熱いマントル物質を地表に運び、新しい地殻を形成します。この新しい地殻は、新しい地殻の形成によって拡大中心から押し離されるにつれて、冷えて薄くなり、密度が高くなります。沈み込みは、この密度の高い地殻が密度の低い地殻と収束するときに始まります。重力は、沈み込むスラブをマントルに押し込むのに役立ちます。^{[ 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につれて、加熱され、含水鉱物が分解されます。これにより、水がより高温のアセノスフェアに放出され、アセノスフェアの部分的な溶融と火山活動につながります。脱水と部分融解はどちらも1,000 ℃（1,830 °F）の等温線に沿って発生し、一般的には深さ65～130km （40～81マイル）で起こる。^{[ 4 ] [ 5 ]}    

地殻プレートの中には、大陸地殻と海洋地殻の両方から構成されるものがある。場合によっては、別のプレートとの最初の収束によって海洋地殻が破壊され、2つの大陸プレートの収束につながる。どちらの大陸プレートも沈み込むことはない。プレートは大陸地殻と海洋地殻の境界に沿って分裂する可能性が高い。地震トモグラフィーは、収束中に分裂した地殻の断片を明らかにする。

沈み込み帯は、リソスフェアの違いにより、収束境界で一方のリソスフェアプレートがもう一方の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、角度は変化する可能性があります。沈み込み帯は、プレートの内部変形、反対側のプレートとの収束、および海溝での曲げの結果として、地震が頻繁に発生することで特徴付けられます。地震は深さ670  km (416  mi)まで検出されています。比較的冷たく密度の高い沈み込むプレートはマントルに引き込まれ、マントル対流を促進するのに役立ちます。^{[ 6 ]}

2つの海洋プレートが衝突すると、温度が低く密度の高い海洋リソスフェアが、温度が高く密度の低い海洋リソスフェアの下に沈み込みます。プレートがマントルの奥深くまで沈み込むにつれて、海洋地殻中の含水鉱物の脱水によって水が放出されます。この水はアセノスフェアの岩石の融点を下げ、部分溶融を引き起こします。部分溶融物はアセノスフェアを上昇し、最終的には地表に到達して火山島弧を形成します。

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ことで、大陸地殻上に付加体が形成されます。沈み込むプレートの含水鉱物が脱水反応を起こし、部分的に溶融することで、大陸リソスフェア上に火山弧が形成されます。

リソスフェアプレートの中には、大陸地殻と海洋地殻の両方から構成されているものがあります。沈み込みは、海洋リソスフェアが大陸地殻の下に滑り込むことから始まります。海洋リソスフェアがより深い場所に沈み込むにつれて、それに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。大陸リソスフェアが沈み込み帯に到達すると、大陸リソスフェアは浮力が大きいため、他の大陸リソスフェアの下に沈み込むことに抵抗し、沈み込みのプロセスが変化します。大陸地殻のごく一部が沈み込み、スラブが破壊されると、海洋リソスフェアの沈み込みが継続し、高温のアセノスフェアが上昇して空隙を埋め、大陸リソスフェアが隆起します。^{[ 7 ]}この大陸隆起の証拠としては、90～125 km (56～78マイル)の深さで形成され、地表に露出している超高圧変成岩が挙げられる。 ^{[ 8 ]}地震記録は、コーカサス大陸収束帯の下にある引き裂かれたスラブをマッピング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) の下にある分離したスラブをマッピングしている。^{[ 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。沈み込みの際、海洋リソスフェアは加熱され変成作用を受け、これらの含水鉱物が分解され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を引き起こします。部分溶融によって、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体の貫入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解明されていません。^{[ 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、島弧列として、または大陸地殻上の弧として形成されます。火山弧には、3つのマグマ系列の火山岩が伴って見られます。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）の上にある大陸火山弧にも見られます。この系列はカリウムが比較的少ないです。より酸化されたカルクアルカリ系列は、カリウムと不適合元素が中程度に濃集しており、大陸火山弧に特徴的です。アルカリマグマ系列（カリウムが非常に濃集している）は、大陸のより深い内部に存在することがあります。ショショナイト系列は、カリウムが非常に高いため稀ですが、火山弧で見られることがあります。^{[ 5 ]}各系列の安山岩メンバーが通常最も豊富であり、[ 13 ^{]太平洋深海}盆の玄武岩質火山活動から周辺の火山弧の安山岩質火山活動への移行は安山岩線と呼ばれている。^{[ 14 ] [ 15 ]}

背弧海盆は火山弧の背後に形成され、伸張テクトニクスと高い熱流量に関連しており、しばしば海底拡大中心が存在する。これらの拡大中心は中央海嶺に似ているが、背弧海盆のマグマの組成は一般的に中央海嶺のマグマよりも多様で、水分含有量が多い。^{[ 16 ]}背弧海盆はしばしば薄くて高温のリソスフェアによって特徴づけられる。背弧海盆の開口は、高温のアセノスフェアがリソスフェアに移動して伸張を引き起こすことによって生じる可能性がある。^{[ 17 ]}

海溝は、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もなります。海溝は、沈み込むスラブの曲がりによって形成されます。海溝の深さは、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 ]}海溝の堆積物の充填は様々で、一般的には周辺地域からの堆積物の流入量に依存します。マリアナ海溝は、深さ約11,000 m (36,089フィート)で、海洋で最も深い地点です。    

収束型境界では地震が頻繁に発生する。地震活動が活発な地域であるワダチ・ベニオフ帯は、一般的に45度の傾斜を持ち、沈み込むプレートの境界を示している。ワダチ・ベニオフ境界沿いでは、深さ670km （416マイル）まで地震が発生する。  

収束境界では圧縮力と伸張力の両方が作用します。海溝の内壁では、2 つのプレートの相対運動により圧縮断層または逆断層が発生します。逆断層は海洋堆積物を削り取り、付加体の形成につながります。逆断層は巨大地震を引き起こす可能性があります。海溝の外壁では、沈み込むスラブの曲がりにより、引張断層または正断層が発生します。^{[ 18 ]}

巨大地震は、広範囲の海底の急激な垂直変位を引き起こす可能性があります。これにより津波が発生します。^{[ 19 ]}

最も甚大な被害をもたらした自然災害のいくつかは、収束境界プロセスによって引き起こされたものです。2004年のインド洋大地震と津波は、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、20万人以上が犠牲になりました。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、1万6000人が死亡、3600億ドルの被害をもたらしました。

付加体（付加プリズムとも呼ばれる）は、沈み込む岩石圏から堆積物が削り取られ、上盤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、火成岩地殻、タービダイト堆積物、遠洋性堆積物が含まれる。付加体では、基底デコルマン面に沿って衝上断層が重なり合い、新たに加わったこれらの堆積物を圧縮し断層化し続ける力が働く。^{[ 5 ]}付加体の断層化が継続すると、付加体全体が厚くなる。^{[ 20 ]}海底地形は、特に火成岩地殻の押し付けにおいて、付加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る。^{[ 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って、ニュージーランドの南アルプス山脈が形成された。
• 太平洋プレートの北部と北アメリカプレートの北西部が沈み込み、アリューシャン列島を形成している。
• ナスカプレートが南アメリカプレートの下に沈み込み、アンデス山脈が形成された。
• 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にかけての複雑な沈み込み帯／トランスフォーム断層境界を形成する。
• 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た。
• 太平洋プレートがフィリピン海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た。
• ファンデフカプレートが北米プレートの下に沈み込み、カスケード山脈が形成される。

• 地殻プレートの一覧
• プレートテクトニクスの相互作用一覧– プレート境界の種類 
• オブダクション– 地殻プレート境界における地質学的プロセス 

ウィキメディア・コモンズにある沈み込み帯に関連するメディア