حوض خلف القوس

حوض ما وراء القوس هو نوع من الأحواض الجيولوجية ، يوجد عند بعض حدود الصفائح المتقاربة . حاليًا، جميع أحواض ما وراء القوس هي تضاريس بحرية مرتبطة بأقواس الجزر ومناطق الاندساس ، ويوجد العديد منها في غرب المحيط الهادئ . ينشأ معظمها نتيجة قوى الشد ، الناجمة عن عملية تُعرف باسم تراجع الخندق المحيطي ، حيث تتحرك منطقة الاندساس باتجاه الصفيحة المندسة. ^{[ 1 ]} كانت أحواض ما وراء القوس في البداية ظاهرة غير متوقعة في علم تكتونيات الصفائح ، حيث كان يُتوقع أن تكون حدود التقارب مناطق ضغط بشكل عام. ومع ذلك، في عام 1970، نشر دان كاريج نموذجًا لأحواض ما وراء القوس يتوافق مع علم تكتونيات الصفائح. ^{[ 2 ]}

تتميز أحواض ما وراء القوس البركاني بطولها الكبير وضيقها النسبي، حيث يصل طولها غالبًا إلى آلاف الكيلومترات بينما لا يتجاوز عرضها بضع مئات من الكيلومترات. ويتطلب تشكل امتداد ما وراء القوس البركاني وجود منطقة اندساس، ولكن ليس كل مناطق الاندساس تحتوي على خاصية امتداد ما وراء القوس. ^{[ 3 ]} وتوجد أحواض ما وراء القوس البركاني في المناطق التي تكون فيها الصفيحة المندسة من القشرة المحيطية قديمة جدًا. ^{[ 3 ]} ويعود ضيق عرض أحواض ما وراء القوس البركاني إلى اعتماد النشاط الصهاري على الماء وحركة الحمل الحراري المستحثة في الوشاح، مما يحد من تشكلها على طول مناطق الاندساس. ^{[ 3 ]} وتتراوح معدلات التمدد من بضعة سنتيمترات فقط في السنة (كما هو الحال في خندق ماريانا ) إلى 15  سم/سنة في حوض لاو . ^{[ 4 ]} وتنتج حواف التمدد داخل الأحواض صخورًا بازلتية مشابهة لتلك المنبعثة من حواف منتصف المحيط . يتمثل الاختلاف الرئيسي في أن بازلت أحواض ما وراء القوس غالبًا ما يكون غنيًا جدًا بالماء الصهاري (عادةً 1-1.5  % وزنيًا _{من الماء} )، بينما تكون صهارة بازلت سلسلة منتصف المحيط جافة جدًا (عادةً أقل من 0.3  % وزنيًا من _الماء ). ويُستمد المحتوى المائي العالي لصهارة بازلت أحواض ما وراء القوس من الماء الذي يحمله الصهارة إلى أسفل منطقة الاندساس وينطلق إلى إسفين الوشاح العلوي . ^{[ 1 ]} وقد تكون مصادر المياه الإضافية هي تحول الأمفيبولات والميكا إلى إكلوجيت في الصفيحة المندسة. وكما هو الحال في سلاسل منتصف المحيط، تحتوي أحواض ما وراء القوس على فتحات حرارية مائية ومجتمعات كيميائية تركيبية مرتبطة بها .

لوحظت أدلة على اتساع قاع البحر في عينات لبية من قاع الحوض. وقد تناقص سمك الرواسب المتراكمة في الحوض باتجاه مركزه، مما يشير إلى سطح أحدث. وقد طرح هاري هيس فكرة أن سمك وعمر الرواسب في قاع البحر يرتبطان بعمر القشرة المحيطية. ^{[ 5 ]} وقد انحرفت الشذوذات المغناطيسية للقشرة المتكونة في أحواض ما وراء القوس عن شكل القشرة المتكونة في منتصف المحيط. ^{[ 2 ]} وفي العديد من المناطق، لا تبدو الشذوذات متوازية، كما أن ملامح الشذوذات المغناطيسية في الحوض تفتقر إلى التناظر أو الشذوذ المركزي كما هو الحال في أحواض المحيطات التقليدية، مما يدل على اتساع غير متناظر لقاع البحر. ^{[ 2 ]}

دفع هذا البعض إلى وصف التوسع في أحواض ما وراء القوس بأنه أكثر انتشارًا وأقل تجانسًا منه في سلاسل منتصف المحيط. ^{[ 6 ]} إن فكرة اختلاف توسع أحواض ما وراء القوس جوهريًا عن توسع سلاسل منتصف المحيط مثيرة للجدل، وقد نوقشت على مر السنين. ^{[ 6 ]} ويُطرح رأي آخر مفاده أن عملية توسع قاع البحر واحدة في الحالتين، لكن حركة مراكز توسع قاع البحر في الحوض هي التي تُسبب عدم التماثل في الشذوذات المغناطيسية. ^{[ 6 ]} ويمكن ملاحظة هذه العملية في حوض لاو ما وراء القوس. ^{[ 6 ]} وعلى الرغم من أن الشذوذات المغناطيسية أكثر تعقيدًا في فك رموزها، فإن الصخور المأخوذة من مراكز توسع أحواض ما وراء القوس لا تختلف كثيرًا عن تلك الموجودة في سلاسل منتصف المحيط. ^{[ 7 ]} في المقابل، تختلف الصخور البركانية في قوس الجزيرة المجاور اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في الحوض. ^{[ 7 ]}

تختلف أحواض ما وراء القوس عن سلاسل منتصف المحيطات العادية لأنها تتميز بتوسع غير متماثل لقاع البحر، إلا أن هذا التوسع يتفاوت بشكل كبير حتى داخل الحوض الواحد. فعلى سبيل المثال، في وسط خندق ماريانا، تكون معدلات التوسع الحالية أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات على الجانب الغربي، ^{[ 8 ]} بينما في الطرف الجنوبي من خندق ماريانا، يشير موقع مركز التوسع المجاور للجبهة البركانية إلى أن تراكم القشرة الأرضية كان غير متماثل بشكل شبه كامل هناك. ^{[ 9 ]} وينعكس هذا الوضع شمالًا حيث يوجد أيضًا تباين كبير في التوسع. ^{[ 10 ]}

شهدت أحواض أخرى خلف القوس، مثل حوض لاو، قفزات صدعية كبيرة وأحداث انتشار (تغيرات مفاجئة في الحركة النسبية للصدع) نقلت مراكز التوسع من مواقع بعيدة عن القوس إلى مواقع أقرب إليه. ^{[ 11 ]} في المقابل، يبدو أن دراسة معدلات التوسع الحديثة متناظرة نسبيًا مع احتمال وجود قفزات صدعية صغيرة. ^{[ 12 ]} لا يزال سبب التوسع غير المتناظر في أحواض خلف القوس غير مفهوم جيدًا. تشير الأفكار العامة إلى عدم التناظر بالنسبة لمحور التوسع في عمليات توليد صهارة القوس وتدفق الحرارة، وتدرجات الترطيب مع المسافة من الصفيحة، وتأثيرات إسفين الوشاح ، والتطور من التصدع إلى التوسع. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

يُعتقد أن امتداد القشرة الأرضية خلف الأقواس البركانية ناتج عن عمليات مرتبطة بالانغماس. ^{[ 1 ]} عندما تغوص الصفيحة المنغمسة في الغلاف المائع، فإنها تُطلق الماء، مما يُسبب انصهار الوشاح، والنشاط البركاني، وتكوين الأقواس الجزرية. ومن نتائج ذلك أيضًا تكوّن خلية حمل حراري. ^{[ 1 ]} يؤدي صعود الصهارة والحرارة، بالإضافة إلى الشد الخارجي في القشرة الأرضية الملامسة لخلية الحمل الحراري، إلى تكوّن منطقة منصهرة، مما ينتج عنه صدع . تدفع هذه العملية القوس الجزري نحو منطقة الانغماس، وبقية الصفيحة بعيدًا عنها. ^{[ 1 ]} تُسمى الحركة العكسية لمنطقة الانغماس بالنسبة لحركة الصفيحة المنغمسة بانحسار الخندق (المعروف أيضًا بانحسار المفصلة ) . ومع انحسار منطقة الانغماس والخندق المرتبط بها، تتمدد الصفيحة العلوية، مما يُرقق القشرة الأرضية ويُشكل حوضًا خلف القوس. في بعض الحالات، يحدث التمدد نتيجة دخول جسم طافٍ في منطقة الاندساس، مما يبطئ الاندساس محليًا ويحفز الصفيحة المندسة على الدوران بجواره. ويرتبط هذا الدوران بانحسار الخندق وتمدد الصفيحة العلوية. ^{[ 9 ]}

وُجد أن عمر القشرة المنغرزة اللازمة لتكوين امتداد ما وراء القوس يبلغ 55  مليون سنة أو أكثر. ^{[ 15 ] [ 3 ]} ولهذا السبب تبدو مراكز امتداد ما وراء القوس مُركّزة في غرب المحيط الهادئ. ^{[ 3 ]} قد تكون زاوية ميل الصفيحة المنغرزة مهمة أيضًا، إذ تبيّن أنها أكبر من 30 درجة في مناطق امتداد ما وراء القوس؛ ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن القشرة المحيطية تزداد كثافةً مع ازدياد عمرها، مما ينتج عنه زاوية انحدار أكثر حدة. ^{[ 3 ]}

يؤدي ترقق الصفيحة العلوية نتيجة التصدع في منطقة ما وراء القوس البركاني إلى تكوين قشرة محيطية جديدة (أي، التوسع في منطقة ما وراء القوس البركاني). ومع تمدد الغلاف الصخري ، يرتفع الغلاف المائع أسفله إلى أعماق ضحلة وينصهر جزئيًا نتيجةً لانصهار انخفاض الضغط الأديباتي . وعندما يقترب هذا المصهور من السطح، يبدأ التوسع.

تتسم عملية الترسيب بعدم التناظر الشديد، حيث يأتي معظم الرواسب من القوس البركاني النشط الذي يتراجع بالتزامن مع انحسار الخندق. ^{[ 16 ]} من خلال العينات اللبية التي جُمعت خلال مشروع الحفر في أعماق البحار (DSDP)، وُجدت تسعة أنواع من الرواسب في أحواض ما وراء القوس في غرب المحيط الهادئ. ^{[ 16 ]} تمثل تدفقات الحطام المكونة من تكتلات ضخمة ذات طبقات سميكة إلى متوسطة 1.2% من الرواسب التي جمعها مشروع الحفر في أعماق البحار. ^{[ 16 ]} يبلغ متوسط ​​حجم الرواسب في التكتلات حجم الحصى، ولكنه قد يتراوح من الحبيبات إلى الحصى الكبيرة . ^{[ 16 ]} تشمل المواد الثانوية شظايا الحجر الجيري ، والصوان ، والأحافير الموجودة في المياه الضحلة، وقطع الحجر الرملي . ^{[ 16 ]}

شكلت أنظمة المراوح البحرية المكونة من طبقات متداخلة من الحجر الرملي والطيني التوربيدي 20 % من إجمالي سماكة الرواسب التي تم استخراجها بواسطة برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP). ^{[ 16 ]} يمكن تقسيم هذه المراوح إلى نظامين فرعيين بناءً على الاختلافات في الليثولوجيا ، والنسيج ، والبنية الرسوبية ، ونمط التطبق . ^{[ 16 ]} هذان النظامان هما: النظام الداخلي والمتوسط ​​للمروحة، والنظام الخارجي للمروحة. ^{[ 16 ]} يحتوي النظام الداخلي والمتوسط ​​للمروحة على طبقات متداخلة من الحجر الرملي والطيني ذات طبقات رقيقة إلى متوسطة. ^{[ 16 ]} تشمل البنى الموجودة في هذه الأحجار الرملية: شظايا التحميل ، والصدوع الدقيقة ، وطيات الانهيار، والرقائق الملتوية ، وبنى نزح المياه، والتطبق المتدرج ، والقمم المتدرجة لطبقات الحجر الرملي. ^{[ 16 ]} يمكن العثور على أجزاء من متواليات بوما ضمن هذا النظام الفرعي. ^{[ 16 ]} يتكون النظام الفرعي للمروحة الخارجية عمومًا من رواسب أدق مقارنةً بالنظامين الداخلي والمتوسط ​​للمروحة. ^{[ 16 ]} وتوجد في هذا النظام أحجار رملية بركانية فتاتية جيدة الفرز، وأحجار طينية، وأحجار طينية طينية. ^{[ 16 ]} وتشمل التراكيب الرسوبية الموجودة في هذا النظام الصفائح المتوازية، والصفائح المتقاطعة الدقيقة، والتطبق المتدرج. ^{[ 16 ]} ويمكن تحديد أجزاء من متواليات بوما في هذا النظام الفرعي. ^{[ 16 ]}

شكّلت الطينات البحرية التي تحتوي على عقيدات دقيقة من الحديد والمنغنيز ، والكوارتز ، والبلاجيوكلاز ، والأورثوكلاز ، والماغنيتيت ، والزجاج البركاني ، والمونتوموريلونيت ، والإيليت ، والسميكتيت ، وبقايا المنخربات ، والدياتومات ، وشويكات الإسفنج ، الطبقةَ العليا من الرواسب في كل موقع وُجدت فيه. وشكّل هذا النوع من الرواسب 4.2% من إجمالي سُمك الرواسب التي استُخرجت بواسطة برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP). ^{[ 16 ]}

تتكون الرواسب السيليكا البيوجينية البحرية من رواسب شعاعية، ودياتومية، وسيليكوفلاجيلات ، وصوان. ^{[ 16 ]} وتشكل 4.3% من سُمك الرواسب المستخرجة. ^{[ 16 ]} تُعد الكربونات البيوجينية البحرية أكثر أنواع الرواسب شيوعًا في أحواض ما وراء القوس في غرب المحيط الهادئ. ^{[ 16 ]} وشكل هذا النوع من الرواسب 23.8% من إجمالي سُمك الرواسب المستخرجة بواسطة برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP). ^{[ 16 ]} تتكون الكربونات البحرية من الطمي، والطباشير، والحجر الجيري. ^{[ 16 ]} وتشكل الأحافير النانوية والمنخربات غالبية الرواسب. ^{[ 16 ]} وشكلّت الكربونات المُعاد ترسيبها 9.5% من إجمالي سُمك الرواسب المستخرجة بواسطة برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP). ^{[ 16 ]} كان لهذا النوع من الرواسب نفس تركيب الرواسب الكربوناتية البحرية ذات الأصل البيولوجي، ولكنه خضع لإعادة تشكيل ذات بنى رسوبية متطورة. ^{[ 16 ]} شكلت المواد البركانية الفتاتية ، المكونة من الرماد البركاني والتوف ومجموعة من المكونات الأخرى، بما في ذلك الأحافير النانوية والبيريت والكوارتز وبقايا النباتات والزجاج، 9.5% من الرواسب المستخرجة. ^{[ 16 ]} وقد أتت هذه الرواسب البركانية من النشاط البركاني الإقليمي الخاضع للتحكم التكتوني ومن مصادر قوس الجزر القريبة. ^{[ 16 ]}

توجد أحواض خلفية نشطة في جزر ماريانا ، وكيرماديك-تونغا ، وجنوب سكوتيا ، ومانوس ، وشمال فيجي ، ومنطقة البحر التيراني ، لكن معظمها يقع في غرب المحيط الهادئ. ولا تحتوي جميع مناطق الاندساس على أحواض خلفية؛ فبعضها، مثل جبال الأنديز الوسطى ، يرتبط بانضغاط القوس الخلفي .

توجد عدة أحواض خلفية قوسية منقرضة أو متحجرة، مثل حوض باريس فيلا-شيكوكو، وبحر اليابان ، وحوض جزر الكوريل. وتوجد أحواض خلفية قوسية انضغاطية، على سبيل المثال، في جبال البرانس وجبال الألب السويسرية . ^{[ 17 ]}

مع تطور نظرية الصفائح التكتونية ، اعتقد الجيولوجيون أن هوامش الصفائح المتقاربة هي مناطق انضغاط، وبالتالي لم يتوقعوا وجود مناطق تمدد قوي فوق مناطق الاندساس (أحواض ما وراء القوس). وقد وضع دان كاريج، أثناء دراسته العليا في معهد سكريبس لعلوم المحيطات عام 1970 ، فرضية مفادها أن بعض هوامش الصفائح المتقاربة تشهد تمددًا نشطًا. ^{[ 2 ]} وكان ذلك نتيجة لعدة بعثات جيولوجية بحرية إلى غرب المحيط الهادئ.

• منطقة القوس الخلفي
• حوض القوس الأمامي
• حوض داخل القوس

• باركر، ب. ف.؛ هيل، إ. أ. (1980). "الانتشار غير المتناظر في أحواض ما وراء القوس". مجلة نيتشر . 285 (5767): 652-654 . رمز Bibcode : 1980Natur.285..652B . doi : 10.1038/285652a0 . S2CID 4233630 . 
• ديشامب، أ.؛ فوجيوارا، ت. (2003). "التراكم غير المتناظر على طول سلسلة جبال ماريانا بطيئة الانتشار". الجيوكيمياء، الجيوفيزياء، الجيولوجيا . 4 (10): 8622. رمز Bibcode : 2003GGG.....4.8622D . doi : 10.1029/2003GC000537 .
• فورسيث، د.؛ أويدا، س. (1975). "حول الأهمية النسبية للقوى الدافعة لحركة الصفائح*" . المجلة الجيوفيزيائية الدولية . 43 (1): 163-200 . Bibcode : 1975GeoJ...43..163F . doi : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb00631.x .
• جيل، ج. ب. (1976). "تركيب وعمر الصخور البركانية في حوض لاو وتلاله: دلالات على تطور حوض بين الأقواس وقوس متبقٍ". نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية . 87 (10): 1384-1395 . رمز Bibcode : 1976GSAB...87.1384G . doi : 10.1130/0016-7606(1976)87 < 1384:caaolb > 2.0.co ; 2 .
• هيس، هنري هـ. (1962). "تاريخ أحواض المحيطات". دراسات بترولوجية: مجلد تكريمًا لـ أ. ف. بودينغتون . 599-620. OCLC 881288 . 
• كاريج، دانيال إي (1970). "سلاسل الجبال والأحواض في نظام قوس جزر تونغا-كيرماديك". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 75 (2): 239-254 . Bibcode : 1970JGR....75..239K . doi : 10.1029/JB075i002p00239 .
• كلاين، جي دي (1985). "تأثير عمق الترسيب والرفع التكتوني والنشاط البركاني على عمليات الترسيب في أحواض ما وراء القوس في غرب المحيط الهادئ". مجلة الجيولوجيا . 93 (1): 1-25 . Bibcode : 1985JG.....93....1D . doi : 10.1086/628916 . S2CID 129527339 . 
• مارتينيز، ف.؛ فراير، ب.؛ بيكر، ن. أ.؛ يامازاكي، ت. (1995). "تطور التصدع في منطقة ما وراء القوس: خندق ماريانا، 20-24 شمالاً". مجلة البحوث الجيوفيزيائية ، 100 (ب3): 3807-3827 . رمز Bibcode : 1995JGR...100.3807M . doi : 10.1029/94JB02466 .
• مارتينيز، ف.؛ فراير، ب.؛ بيكر، ن. (2000). "الخصائص الجيوفيزيائية لحوض ماريانا الجنوبي، 11 شمالاً - 13 شمالاً" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية 105 (B7): 16591-16607 . رمز Bibcode : 2000JGR...10516591M . doi : 10.1029/2000JB900117 .
• مولنار، ب.؛ أتووتر، ت. (1978). "انتشار ما بين الأقواس والتكتونيات الكورديليرية كبدائل مرتبطة بعمر الغلاف الصخري المحيطي المنغرز". رسائل علوم الأرض والكواكب ، 41 (3): 330-340 . Bibcode : 1978E & PSL..41..330M . doi : 10.1016/0012-821X(78)90187-5 .
• بارسون، إل إم؛ بيرس، جيه إيه؛ مورتون، بي جيه؛ هودكينسون، آر إيه (1990). "دور قفزات التلال وانتشارها في التطور التكتوني لحوض لاو الخلفي، جنوب غرب المحيط الهادئ". جيولوجيا . 18 (5): 470-473 . Bibcode : 1990Geo....18..470P . doi : 10.1130/0091-7613(1990)018 < 0470:RORJAR > 2.3.CO ; 2 .
• سدرولياس، م.؛ مولر، ر. د. (2006). "عوامل التحكم في تكوينات أحواض ما وراء القوس" . الكيمياء الجيولوجية، الجيوفيزياء، الجيولوجيا النظامية . 7 (4): 1-40 . رمز Bibcode : 2006GGG.....7.4016S . doi : 10.1029/2005GC001090 . S2CID 129068818 . 
• تايلور، برايان (1995). أحواض ما وراء القوس: التكتونيات والنشاط البركاني. نيويورك: مطبعة بلينوم. ISBN 9780306449376. OCLC 32464941 . 
• تايلور، ب.؛ زيلر، ك.؛ مارتينيز، ف.؛ غودليف، أ. (1996). "توسع قاع البحر في حوض لاو الخلفي". رسائل علوم الأرض والكواكب . 144 ( 1-2 ): 35-40 . رمز Bibcode : 1996E و PSL.144...35T . doi : 10.1016/0012-821x(96)00148-3 .
• أويدا، س. (1984). "مناطق الاندساس: تنوعها، وآليتها، وتأثيرها البشري". مجلة الجغرافيا . 8 (1): 381-406 . رمز Bibcode : 1984GeoJo...8..381U . doi : 10.1007/BF00185938 . S2CID 128986436 . 
• والاس، لورا م .؛ إليس، سوزان ؛ مان، بول (2009). "نموذج تصادمي للدوران السريع لكتل ​​مقدمة القوس، وانحناء القوس، والتصدع الدوري في منطقة ما وراء القوس في بيئات الاندساس" . الكيمياء الجيولوجية، الجيوفيزياء، الجيولوجيا النظامية . 10 (5): غير متوفر. رمز Bibcode : 2009GGG....10.5001W . doi : 10.1029/2008gc002220 .
• يامازاكي، ت.؛ سيما، ن.؛ أوكينو، ك.؛ كيتادا، ك.؛ جوشيما، م.؛ أودا، هـ.؛ ناكا، ج. (2003). "عملية انتشار خندق ماريانا الشمالي: الانتقال من التصدع إلى الانتشار عند خط عرض 22 شمالًا" . الجيوكيمياء، الجيوفيزياء، الجيولوجيا . 4 (9): 1075. رمز Bibcode : 2003GGG.....4.1075Y . doi : 10.1029/2002GC000492 .
• زيلر، ك. إي.؛ تايلور، ب. (2001). "نموذج حركي ثلاثي الصفائح لفتح حوض لاو". الجيوكيمياء، الجيوفيزياء، الجيولوجيا . 2 (5): 1020. رمز Bibcode : 2001GGG.....2.1020Z . doi : 10.1029/2000GC000106 .

• عرض متحرك لعملية الاندساس، وتراجع الخندق، وتوسع حوض القوس الخلفي في مؤتمر EGU GIFT2017: تشكيل البحر الأبيض المتوسط ​​من الداخل إلى الخارج، عبر يوتيوب