Τριπλά σημεία συνάντησης (triple junctions) Αν τρεις τεκτονικές πλάκες A,B,C, συναντώνται σε ένα σημείο της επιφάνειας της Γης, το σημείο αυτό ονομάζεται σημείο τριπλής συνάντησης «triple junction». Τα όρια μπορεί να είναι: Ράχες (R) Τάφροι (Τ) Ρήγματα μετασχηματισμού (F) Αρχικά είχαν οριστεί απλά σαν σημεία συνάντησης ραχών διάνοιξης, εξαιτίας της συχνής εμφάνισής τους. Σε αυτόν τον τύπο (RRR) συχνά η μια ράχη δημιουργεί αύλακα και οι άλλες δύο συνεχίζουν τη διάνοιξη του ωκεανού.

Τριπλά σημεία συνάντησης Ο αριθμός των πλακών που έρχονται σε επαφή είναι το πολύ τέσσερις (4). Ένα τετραπλό σημείο (quadruple junction) παρατηρήθηκε κατά το Ολιγόκαινο στην Καλιφόρνια κατά την εξέλιξη του ρήγματος μετασχηματισμού του Αγίου Ανδρέα, 25 εκ. χρόνια πριν. Όμως το σημείο αυτό γρήγορα μετατράπηκε σε τριπλό σημείο και δημιούργησε το γνωστό ρήγμα. Σήμερα παρατηρούνται μόνο τριπλά σημεία τα οποία παρουσιάζουν μεγάλο γεωδυναμικό ενδιαφέρον. Τα τριπλά σημεία είναι επί το πλείστον σταθερά. Όταν ένα τριπλό σημείο δεν είναι σταθερό, πολύ γρήγορα μετατρέπεται σε σταθερό. Ως σταθερό τριπλό σημείο ορίζεται αυτό στο οποίο η γεωμετρία της τριπλής επαφής διατηρείται στο χρόνο καθώς οι πλάκες που συμμετέχουν κινούνται. Αυτό προϋποθέτει περιορισμούς στις σχετικές ταχύτητες και τον προσανατολισμό των ορίων των Λ.Π. Ένα ασταθές τριπλό σημείο με την πάροδο του χρόνου θα μετατραπεί είτε σε άλλο τύπο, ή θα αλλάξει γεωμετρία ή δεν θα είναι εφικτό (περίπτωση FFF). H συνισταμένη των σχετικών κινήσεων των τριών πλακών είναι ίση με μηδέν.

Θεωρώντας τις Λ.Π. ως άκαμπτες και τη Γη σφαιρική, το θεώρημα του Leonhard Euler περί της κίνησης πάνω σε μια σφαίρα μπορεί να εφαρμοστεί για την εκτίμηση των ορίων και των σχετικών κινήσεων των Λ.Π. Η παραδοχή της ακαμψίας είναι σε καλή συμφωνία στην περίπτωση του ωκεάνιου φλοιού και η ακτίνες της Γης στον ισημερινό και στους πόλους διαφέρουν κατά 1/300, επομένως η παραδοχή περί σφαιρικότητας είναι αποδεκτή. Οι McKenzie και Morgan ανέλυσαν πρώτοι τη σταθερότητα των τριπλών σημείων χρησιμοποιώντας τις παραπάνω παραδοχές, μαζί με μια επιπλέον, ότι οι πόλοι Euler που περιγράφουν τις κινήσεις των Λ.Π. είναι τέτοιοι που η κίνηση των πλακών να προσεγγίζουν την ευθεία γραμμή πάνω σε μια επίπεδη επιφάνεια. Αυτή η απλοποίηση ισχύει όταν οι πόλοι βρίσκονται σε απόσταση από το τριπλό σημείο.

Τριπλά σημεία συνάντησης (triple junctions) J: Τριπλό σημείο συνάντησης (junction) Το J ανήκει στην πλάκα P, άρα υπάρχει περίπτωση να μετακινηθεί προς Βορρά. Το e θα βρεθεί σε καθεστώς οριζόντιας ολίσθησης. Αν το J παραμείνει σταθερό ή μετακινηθεί προς νότο, το e θα παραμείνει σε καθεστώς σύγκλισης. J

Τριπλά σημεία συνάντησης (triple junctions) Τετραπλά σημεία συνάντησης (Quadruple junctions): στατικά, αλλά όχι δυναμικά

Ταχύτητες Λιθοσφαιρικών πλακών σε τριπλό σημείο συνάντησης Κάθε πλάκα βρίσκεται σε σχετική κίνηση ως προς τις άλλες δύο πλάκες. Επομένως οι κινήσεις των πλακών χαρακτηρίζονται από σχετικές ταχύτητες: v(A/B) της πλάκας A σε σχέση με τη Β v(B/C) της πλάκας B σε σχέση με τη C v(C/A) της πλάκας C σε σχέση με τη A

Σταθερότητα

Ταχύτητες Λιθοσφαιρικών πλακών σε τριπλό σημείο συνάντησης Εάν οι δύο από τις σχετικές ταχύτητες είναι γνωστές, η τρίτη μπορεί να προσδιοριστεί με πρόσθεση διανυσμάτων, εφόσον το άθροισμα των τριών σχετικών ταχυτήτων πρέπει να είναι μηδέν.

v(B/C) = -[v(A/B) + v(C/A)] Ας υποθέσουμε π.χ. ότι v(A/B)=100 mm/year με διεύθυνση Β235o και v(C/A)=60 mm/year με διεύθυνση Β355o. v(B/C)=; v(B/C) = -[v(A/B) + v(C/A)] Επομένως v(B/C)= 87,17 mm/year 5

Τύποι τριπλών σημείων Οι McKenzie και Morgan (1969) καθόρισαν τη γεωμετρία και τη στασιμότητα σε 16 δυνατούς συνδυασμούς τάφρων (Τ), ραχών (R) και ρηγμάτων μετασχηματισμού (F). Από αυτούς μόνο οι 6 παρατηρούνται στη Γη: RRR, TTT, TTF, FFR, FFT, RTF Τριπλά σημεία συνάντησης ανάμεσα σε τρεις ωκεάνιες ράχες όπως στο Νότιο Ατλαντικό ανάμεσα στην Αφρικανική τη Νοτιοαμερικανική και την Ανταρκτική πλάκα είναι γνωστά ως ridge-ridge-ridge, ή τριπλά σημεία RRR. Παρόμοια ονοματολογία χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των τριπλών σημείων όταν εμπλέκονται ωκεάνιες τάφροι (Τ) ή ρήγματα μετασχηματισμού (F). Π.χ. ένα τριπλό σημείο συνάντησης ράχης-ράχης-τάφρου ορίζεται ως σημείο RRT. Η σειρά των χαρακτήρων δεν είναι σημαντική, αλλά συνήθως είναι ανάλογη της σχετικής ταχύτητας.

Ορισμοί-Υποθέσεις Τα τριπλά σημεία συνάντησης μπορούν να περιγραφούν και να εκτιμηθούν όσον αφορά στη σταθερότητά τους με τον καθορισμό των ιδιοτήτων και του συνδυασμού του τύπου των κινήσεων (R, T, F). Σε ένα σταθερό τριπλό σημείο η γεωμετρία διατηρείται στο χρόνο καθώς οι εμπλεκόμενες πλάκες μετακινούνται, με αποτέλεσμα να υφίστανται περιορισμοί στις σχετικές ταχύτητες και τον προσανατολισμό των ορίων των πλακών. Ένα μη σταθερό τριπλό σημείο θα μετατραπεί με το χρόνο: Σε σταθερό σημείο Σε άλλο τύπο τριπλού σημείου (π.χ. RRF τριπλά σημεία εύκολα εξελίσσονται σε FFR) Θα αλλάξουν γεωμετρία

Τύποι και εξέλιξη τριπλών σημείων Η εξέλιξη των τριπλών σημείων συνάντησης με το χρόνο.: Ο τύπος RRR είναι πάντα σταθερός. Οι μαγνητικές ανωμαλίες στις περιοχές RRR έχουν σχήμα Y. Ο τύπος TTT είναι σχεδόν πάντα ασταθής εκτός από ειδικές συνθήκες όπου οι σχετικές κινήσεις των πλακών Α και C είναι παράλληλες στο όριο μεταξύ Β και C. Ο τύπος RRF υφίσταται για μικρή χρονική περίοδο και διασπάται σε δύο FFR σταθερά σημεία.

Σταθερότητα και εξέλιξη τριπλών σημείων Η σταθερότητα ενός ΤΣΣ εκτιμάται από το πώς μπορεί να κινηθεί κατά μήκος καθενός από τα τρία όρια πλακών. • Ένα ΤΣΣ βρίσκεται στην τομή των γραμμών ταχύτητας των τριών ορίων Λ.Π. Αν οι γραμμές ταχύτητας τέμνονται, το ΤΣΣ είναι σταθερό. Αν δεν τέμνονται, είναι ασταθές και το σύστημα Λ.Π. θα εξελιχθεί σε μια διαφορετική γεωμετρία . Ένα τέχνασμα για να βρίσκουμε την ταχύτητα σε ένα ΤΣΣ είναι να βρίσκεται πάντα εντός των τριών εμπλεκομένων ορίων Λ.Π. Μπορεί να παρομοιαστεί με έναν βώλο που κυλά ταυτόχρονα κατά μήκος και των τριών περιθωρίων. Επομένως, το ΤΣΣ βρίσκεται στην τομή των τριών γραμμών ταχύτητας, όπου κάθε γραμμή περιγράφει την ταχύτητα ενός βώλου που κυλά κατά μήκος ενός περιθωρίου.

Ταχύτητες ΤΣΣ κατά μήκος τάφρου (όριο σύγκλισης Λ.Π.) Τα ΤΣΣ θα παραμείνουν εντός του ορίου αν η ταχύτητά τους αντιστοιχεί σε κάθε σημείο της γραμμής ταχύτητας ab. Σε ένα διάγραμμα ταχύτητας θα βρίσκονται σε μια γραμμή που περνά από την ταχύτητα της εφιππεύουσας πλάκας (αφού η τάφρος κινείται μαζί με αυτήν) και έχει διεύθυνση παράλληλη με την τάφρο. Το παραπάνω δεν προϋποθέτει τη διεύθυνση της σύγκλισης να είναι κάθετη στην τάφρο.

Ταχύτητες σημείων κατά μήκος ορίων διάνοιξης Λ.Π. Η γραμμή ταχύτητας ab είναι παράλληλη στη ράχη. Αν η διάνοιξη είναι συμμετρική και κάθετη στη διεύθυνση της ράχης, η ab είναι η μεσοκάθετος του ευθύγραμμου τμήματος ΑΒ, που δείχνει τη σχετική ταχύτητα των Λ.Π. Α και Β.

Τύποι τριπλών σημείων Έξι τύποι τριπλών σημείων συνάντησης απαντώνται στη Γη σήμερα: RRR (π.χ. στον νότιο Ατλαντικό, τον Ινδικό Ωκεανό και δυτικά των νήσων Galapagos στον Ειρηνικό) TTT (π.χ. Κεντρική Ιαπωνία) TTF (π.χ. δυτικά των ακτών της Χιλής) TTR (π.χ. στη θαλάσσια περιοχή της νήσου Μoresby Island, στη δυτική Βόρεια Αμερική) FFR, FFT (π.χ. συνάντηση του ρήγματος Αγ. Ανδρέα και του ρήγματος μετασχηματισμού Mendocino δυτικά των δυτικών ακτών των ΗΠΑ)

16 συνδυασμοί τριπλών σημείων

ΤΣΣ RRF Το ΤΣΣ είναι ασταθές αφού οι γραμμές ταχύτητας ab και ac δεν τέμνονται. Σε χρόνο t0 + Δt, το ΤΣΣ εξελίσσεται από ένα ασταθές RRF σε δύο σταθερά ΤΣΣ τύπου FFR.

Σταθερότητα FFΤ ΤΣΣ Αφού οι γραμμές ταχύτητας ab και ac πρέπει να περνούν και οι δύο από το Α, αυτό το TFF ΤΣΣ είναι σταθερό μόνο διότι η bc, η οποία πρέπει να περνά από το C, πρέπει επίσης να περνά από το A. Αυτό σημαίναι ότι για ένα TFF, η τάφρος πρέπει να έχει την ίδια διεύθυνση με ένα από τα δύο όρια μετασχηματισμού.

Σταθερότητα FFΤ ΤΣΣ Αν η τάφρος σε ένα σύστημα TFF δεν έχει την ίδια διεύθυνση με ένα από τα όρια μετασχματισμού, το ΤΣΣ είναι πάντα ασταθές.

Σταθερότητα RRR ΤΣΣ Αφού οι μεσοκάθετοι των πλευρών του τριγώνου τέμνονται σε ένα σημείο, τα RRR ΤΣΣ είναι ιδεατά σταθερά.

Σταθερότητα FFF ΤΣΣ Αντίθετα, αφού οι πλευρές του τριγώνου δεν τέμνονται σε ένα σημείο, τα FFF ΤΣΣ είναι πάντα ασταθή.

Σταθερότητα RTF ΤΣΣ Αφού οι bc και ac πρέπει να περνούν από το C, αυτό το RTF ΤΣΣ είναι σταθερό μόνο αν η ab περνά επίσης από το C, δηλ ac=bc (τάφρος και όριο μετασχηματισμού έχουν την ίδια διεύθυνση).

Τύποι τριπλών σημείων Οι McKenzie και Morgan (1969) καθόρισαν τη γεωμετρία και τη στασιμότητα σε 16 δυνατούς συνδυασμούς τάφρων (Τ), ράχεων (R) και ρηγμάτων μετασχηματισμού (F). Από αυτούς μόνο οι 6 παρατηρούνται στη Γη: RRR (Ridge-Ridge-Ridge) Junctions Αυτός ο τύπος είναι πάντα σταθερός. Απαντάται συχνά στη Γη (ράχες του Ανατολικού Ατλαντικού, ρηξιγενής ζώνη Galapagos, Ανατ. Αφρική). Χάρτης του τριγώνου του Afar στη Βορειοανατολική Αφρική. Πρόκειται για σύστημα RRR. Είναι το μοναδικό τριπλό σημείο της Γης πάνω από τη στάθμη της θάλασσας. 7

Τύποι τριπλών σημείων 4. FFR (Fault-Fault-Ridge) Συνάντηση της ρηξιγενούς ζώνης Owen, της ράχης Carlsberg και της πλάκας της Σομαλίας Owen fracture zone Carlsberg Ridge Στη θάλασσα της Αραβίας η μήκους 1000 km ρηξιγενής ζώνη Owen είναι το όριο μεταξύ των πλακών της Ινδίας και της Αραβίας. Και οι δύο πλάκες συγκρούονται με το νότιο άκρο της Ευρασίας. Η Αραβική πλάκα κινείται βορειοανατολικά ελαφρώς ταχύτερα από την Ινδική. Αυτή η διαφορά αποσβένυται στη ρηξιγενή ζώνη Owen. Αυτή η κίνηση φαίνεται ότι άρχισε μεταξύ 3-8 my πριν.

Τα 4 σχήματα παρουσιάζουν την εξαφάνιση της παλαιάς μεγάλης πλάκας Φάραλλον, καθώς χάθηκε κάτω από τις πλάκες της Β. Αμερικής και Καραϊβικής, αφήνοντας σήμερα τις μικροπλάκες Χουάν ντε Φούκα, Ριβιέρα και Κόκος, που αποτελούν τα σημερινά απομεινάρια της Φάραλλον. Τα μαύτα βέλη υποδεικνύουν την σχετική κίνηση μεταξύ της πλάκας της Β. Αμερικής και Ειρηνικού.

Τύποι τριπλών σημείων 5. FFΤ (Fault-Fault-Trench) Συνάντηση του ρήγματος του Αγίου Ανδρέα, της ρηξιγενούς ζώνης Mendocino και της βυθιζόμενης Cascadia. Συναντούνται οι πλάκες του Ειρηνικού, της Βόρειας Αμερικής και η Γκόρντα. Βρίσκεται δυτικά του ακρωτηρίου Mendocino στη Βόρεια Καλιφόρνια.

Τύποι τριπλών σημείων Δύο τριπλά σημεία RRR: (a) Rodrigues, (b) Azores. RTJ ATJ RTJ ή Ιndian Ocean Triple Junction: αποτελείται από SE Indian Ridge (SEIR), Central Indian Ridge (CIR), και SW Indian Ridge (SWIR). To RTJ είναι σταθερό τουλάχιστον τα τελευταία 5–10 Ma, και ίσως για περίπου 40 Ma. Η πιο κοντίνή θερμή κηλίδα απέχει περισσότερο από 1000 km από το RTJ και επομένως δεν αναμένεται να επηρεάζει τη γεωδυναμική του. ATJ: αποτελέιται από το βόρειο κλάδο της Μεσοατλαντικής ράχης (Ν. ΜΑR), έναν νότιο κλάδο της νότιας Μεσοατλαντικής ράχης (S. ΜΑR), και της αργής διάνοιξης ράχης Terceira Rift (Ter. R.). Έχει εξελιχθεί από RFF σε RRR εδώ και 45 Ma.

6. RTF (Ridge-Trench-Fault) - Είσοδος του κόλπου της Καλιφόρνια. Τύποι τριπλών σημείων 6. RTF (Ridge-Trench-Fault) - Είσοδος του κόλπου της Καλιφόρνια. Ο τύπος RTF είναι ασταθής και σπάνιος. Ένας τέτοιος τύπος πιστεύεται ότι υπήρχε 12 εκ. χρόνια πριν στην είσοδο του Κόλπου της Καλιφόρνια, όπου σήμερα συναντώνται η ράχη του Ανατολικού Ειρηνικού και η ρηξιγενής ζώνη του Αγίου Ανδρέα. Οι μικροπλάκες της Γουαδελούπης και του Φάλλαρον, βυθίζονταν στο παρελθόν κάτω από την πλάκα της Β. Αμερικής. Το βόρειο άκρο αυτού του συστήματος συνάντησε το ρήγμα μετασχηματισμού του Αγίου Ανδρέα. Υλικά από την καταβύθιση διοχετεύονταν μέσω μιας ράχης παρόμοιας με τη σημερινή ράχη του Ανατολικού Ειρηνικού. Καθώς η ίδια η ράχη υποβυθιζόταν, ένα τριπλό σημείο RTF δημιουργήθηκε στιγμιαία. Η «εξασθένηση» όμως της βυθισμένης λιθόσφαιρας την ανάγκασε να απομακρυνθεί από το τριπλό σημείο. Έτσι τελείωσε η RTF συνάντηση και δημιουργήθηκε το σημερινό R-F σύστημα.

Τύποι τριπλών σημείων 2. TTT (Trench-Trench-Trench) Junctions Ευρασία Συναντάται στην κεντρική Ιαπωνία όπου συναντώνται οι τάφροι της Ιαπωνίας, Izu-Bonin και Sagami. Είναι γνωστό ως Boso junction. Ευρασία Πλάκα Ειρηνικού Πλάκα Φιλιππίνων ΤΟΚΥΟ

Τύποι τριπλών σημείων 3. Trench-Trench-Fault Junctions (TTF) Σημείο συνάντησης Περού – Τάφρου Χιλής και Δυτικής Ράχης Χιλής. Συναντώνται οι πλάκες της Νότιας Αμερικής, της Ανταρκτικής και η πλάκα Νάζκα.

7. FFF (Fault-Fault-Fault) – Τριπλό σημείο της Κάρλιοβα. Τύποι τριπλών σημείων 7. FFF (Fault-Fault-Fault) – Τριπλό σημείο της Κάρλιοβα. Παρατηρείται όμως και ο ασταθής τύπος FFF. Συναντώνται οι πλάκες της Ευρασίας, Ανατολίας και Αραβίας. Είναι ένα σύστημα τύπου F-F-F όπου αλληλεπιδρούν τρία ρήγματα: Της Βόρειας Ανατολίας (NAF), της Ανατολικής Ανατολίας (EAF) και της Νεκράς Θάλασσας (DSF). Πλάκα Ευρασίας Πλάκα Ανατολίας Πλάκα Αραβίας 13

Τριπλά σημεία σε σφαίρα

Τριπλά σημεία συνάντησης με πέντε τύπους περιθωρίων

Σταθερά – Ασταθή τριπλά σημεία συνάντησης Ένα τριπλό σημείο συνάντησης κινείται συγχρόνως κατά μήκος των τριών περιθωρίων των τριών πλακών που συναντώνται. Αν οι διευθύνσεις των τριών αυτών ταχυτήτων συναντώνται σε ένα σημείο, τότε το τριπλό σημείο είναι σταθερό Αν όχι, το τριπλό σημείο είναι ασταθές και θα διαρκέσει μόνο μια στιγμή, οπότε θα σχηματιστεί μία νέα γεωμετρία πλακών

Σταθερό τριπλό σημείο συνάντησης

Σταθερό τριπλό σημείο συνάντησης

Ασταθές τριπλό σημείο συνάντησης

Τριπλά σημεία συνάντησης Εργαστηριακή άσκηση Τριπλά σημεία συνάντησης

Κίνηση του τριπλού σημείου ως προς το σημείο e Χουάν ντε Φούκα Ειρηνικός Βόρεια Αμερική 2 ρήγματα μετασχηματισμού, 1 τάφρος Κίνηση του τριπλού σημείου ως προς το σημείο e

Τα τριπλά σημεία κινούνται Τα τριπλά σημεία κινούνται. Ταξιδεύουν κατά μήκος των περιθωρίων των πλακών με συγκεκριμένες ταχύτητες. Είναι σημαντικά καθώς παρέχουν ένα εργαλείο για τον υπολογισμό της κινηματικής εξέλιξης των ορίων των πλακών και η κίνηση τους προκαλεί σημαντική αναδιαμόρφωση του λιθοσφαιρικού υλικού.

Ερώτημα 1 Να κατασκευάσετε ένα τριπλό σημείο συνάντησης τριών πλακών και το ανυσματικό διάγραμμα που προκύπτει. Να βρείτε τις τιμές των 3 πλευρών και των 3 γωνιών του κλειστού τριγώνου (όχι ορθογώνιο).

RRR Ινδικός ωκεανός

Επώνυμο Όνομα ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΡΙΓΩΝΟΥ ΑΥΓΕΡΙΝΟΥ ΣΟΦΙΑ-ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ ΑΒ=39, ΒΓ=74, ΓΑ=50 ΓΑΝΩΤΑΚΗ ΣΤΕΦΑΝΙΑ ΑΒ=39, ΒΑΓ=111.906, ΑΒΓ=38.821 ΚΟΜΑΤΕΑ ΔΗΜΤΡΑ ΑΓ=50, ΒΑΓ=111.906, ΑΓΒ=29.273 ΜΑΝΟΥΣΟΥ ΕΛΕΝΗ ΒΓ=74, ΑΒΓ=38.821, ΒΑΓ=111.906 ΜΗΤΡΟΦΑΝΗ ΕΙΡΗΝΗ ΑΒ=39, ΑΓ=50, ΒΑΓ=111.906 ΝΤΕΡ-ΜΠΕΝΤΡΟΣΙΑΝ ΑΒ=39, ΒΓ=74, ΑΒΓ=38.821 ΠΑΠΑΪΩΑΝΝΟΥ ΑΛΕΞΑΝΔΡΑ ΑΓ=50, ΒΓ=74, ΒΑΓ=111.906 ΣΕΤΤΑ ΕΥΤΥΧΙΑ ΑΓ=50, ΑΒ=39, ΑΒΓ=38.821 ΤΣΑΛΙΔΗ ΦΑΝΗ ΑΒ=39, ΒΓ=74, ΒΑΓ=111.906 ΦΡΑΓΚΟΥ ΑΝΤΩΝΙΑ-ΠΑΓΩΝΑ ΑΒ=39, ΒΑΓ=111.906, ΑΓΒ=29.273

Ερώτημα 2 Να βρείτε όλους τους πιθανούς σχηματισμούς τριπλών σημείων συνάντησης μεταξύ των τριών ειδών περιθωρίων R (divergent): ράχη T (convergent): τάφρος F (Transform): ρήγμα μετασχηματισμού

Ερώτημα 3 Πόσο διαφέρουν τα τριπλά σημεία συνάντησης με διαφορετική φορά του ρήγματος μετασχηματισμού;

Ερώτημα 4 Να βρείτε από τη βιβλιογραφία ένα σταθερό και ένα ασταθές τριπλό σημείο συνάντησης και να εξηγήσετε γιατί είναι σταθερό ή ασταθές.