تقاطع ثلاثي

الوصلة الثلاثية هي النقطة التي تلتقي فيها حدود ثلاث صفائح تكتونية . عند الوصلة الثلاثية، سيكون كل من الحدود الثلاثة أحد ثلاثة أنواع - سلسلة ( R) أو خندق (T) أو صدع تحويلي (F) - ويمكن وصف الوصلات الثلاثية وفقًا لأنواع هامش الصفائح التي تلتقي عندها (على سبيل المثال صدع-صدع-خندق، سلسلة-سلسلة-سلسلة، أو اختصارًا FFT، RRR). من بين الأنواع العشرة المحتملة للوصلات الثلاثية، هناك عدد قليل فقط مستقر عبر الزمن (يعني "مستقر" في هذا السياق أن التكوين الهندسي للوصلة الثلاثية لن يتغير عبر الزمن الجيولوجي). من الناحية النظرية أيضًا، من الممكن أن تلتقي أربع صفائح أو أكثر، لكن الوصلات لن توجد إلا بشكل لحظي. ^[1]

نُشرت أول ورقة علمية تشرح مفهوم الوصلة الثلاثية في عام 1969 بواسطة دان ماكنزي و دبليو جيسون مورجان . ^[2] كان المصطلح يستخدم تقليديًا لتقاطع ثلاث حدود متباعدة أو تلال متباعدة. تلتقي هذه الحدود المتباعدة بشكل مثالي عند زوايا تقترب من 120 درجة.

في نظرية الصفائح التكتونية، أثناء تفكك قارة، تتشكل ثلاثة حدود متباعدة، تشع من نقطة مركزية (التقاطع الثلاثي). تفشل إحدى هذه الحدود المتباعدة للصفائح (انظر أولاكوجين) وتستمر الاثنتان الأخريان في الانتشار لتكوين محيط. بدأ فتح المحيط الأطلسي الجنوبي عند جنوب قارتي أمريكا الجنوبية وأفريقيا ، ووصل إلى تقاطع ثلاثي في ​​خليج غينيا الحالي ، ومن هناك استمر إلى الغرب. يعد حوض بينوي المتجه نحو الشمال الشرقي الذراع الفاشل لهذا التقاطع. ^[3]

منذ ذلك الحين، أصبح مصطلح التقاطع الثلاثي يشير إلى أي نقطة تلتقي فيها ثلاث صفائح تكتونية.

إن خصائص الوصلات الثلاثية يمكن فهمها بسهولة من وجهة نظر حركية بحتة حيث تكون الصفائح صلبة وتتحرك فوق سطح الأرض. ولا حاجة إلى معرفة الجزء الداخلي من الأرض أو التفاصيل الجيولوجية للقشرة. وهناك تبسيط مفيد آخر وهو أن حركية الوصلات الثلاثية على الأرض المسطحة هي نفسها في الأساس تلك الموجودة على سطح الكرة. وعلى الكرة، توصف حركات الصفائح بدورانات نسبية حول أقطاب أويلر (انظر إعادة بناء الصفائح )، ويمكن حساب الحركة النسبية عند كل نقطة على طول حدود الصفائح من هذا الدوران. ولكن المساحة المحيطة بالوصلة الثلاثية صغيرة بما يكفي (بالنسبة لحجم الكرة) و(عادةً) بعيدة بما يكفي عن قطب الدوران، بحيث يمكن افتراض أن الحركة النسبية عبر الحدود ثابتة على طول تلك الحدود. وبالتالي، يمكن عادةً إجراء تحليل الوصلات الثلاثية على سطح مستوٍ بحركات محددة بواسطة المتجهات.

يمكن وصف الوصلات الثلاثية وتقييم استقرارها دون استخدام التفاصيل الجيولوجية ولكن ببساطة عن طريق تحديد خصائص التلال والخنادق والصدوع التحويلية المعنية ، ووضع بعض الافتراضات المبسطة وتطبيق حسابات السرعة البسيطة. يمكن تعميم هذا التقييم على معظم إعدادات الوصلات الثلاثية الفعلية بشرط أن تنطبق الافتراضات والتعريفات على نطاق واسع على الأرض الحقيقية.

الوصلة المستقرة هي الوصلة التي يتم الاحتفاظ بهندسة الوصلة فيها بمرور الوقت مع تحرك الصفائح المعنية. وهذا يفرض قيودًا على السرعات النسبية واتجاه حدود الصفائح. سوف تتغير الوصلة الثلاثية غير المستقرة بمرور الوقت، إما لتصبح شكلًا آخر من أشكال الوصلة الثلاثية (تتطور وصلات RRF بسهولة إلى وصلات FFR)، أو ستتغير هندستها أو ببساطة غير ممكنة (كما في حالة وصلات FFF). يُعتقد أن عدم الاستقرار المتأصل في وصلة FFF تسبب في تكوين صفيحة المحيط الهادئ منذ حوالي 190 مليون عام. ^[4]

بافتراض أن الصفائح صلبة وأن الأرض كروية، يمكن استخدام نظرية ليونارد أويلر للحركة على الكرة لتقليص تقييم الاستقرار إلى تحديد الحدود والحركات النسبية للصفائح المتفاعلة. ينطبق الافتراض الصلب بشكل جيد للغاية في حالة القشرة المحيطية ، ونصف قطر الأرض عند خط الاستواء والأقطاب لا يتغير إلا بعامل يبلغ جزءًا واحدًا تقريبًا من 300، لذا فإن الأرض تقترب بشكل جيد جدًا من الكرة.

قام ماكنزي ومورجان ^[5] أولاً بتحليل استقرار الوصلات الثلاثية باستخدام هذه الافتراضات مع الافتراض الإضافي بأن أقطاب أويلر التي تصف حركات الصفائح كانت بحيث تقترب من الحركة في خط مستقيم على سطح مستو. ينطبق هذا التبسيط عندما تكون أقطاب أويلر بعيدة عن الوصلة الثلاثية المعنية. التعاريف التي استخدموها لـ R وT وF هي كما يلي:

• ر – هياكل تنتج الغلاف الصخري بشكل متماثل وعمودي على السرعة النسبية للصفائح على كلا الجانبين (وهذا لا ينطبق دائمًا، على سبيل المثال في خليج عدن ).
• T – هياكل تستهلك الغلاف الصخري من جانب واحد فقط. يمكن أن يكون متجه السرعة النسبية مائلًا إلى حدود الصفائح.
• F - الصدوع النشطة الموازية لمتجه الانزلاق.

لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . يُرجى المساعدة في تحسين هذا القسم من خلال إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( أغسطس 2021 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

لكي يوجد تقاطع ثلاثي بين اللوحات A و B و C، يجب استيفاء الشرط التالي:

_أ = _ب + _ب = _ج + _{ج = أ} = 0

حيث _A v _B هي الحركة النسبية لـ B بالنسبة إلى A.

يمكن تمثيل هذه الحالة في فضاء السرعة عن طريق إنشاء مثلث السرعة ABC حيث تكون الأطوال AB وBC وCA متناسبة مع السرعات _A v _B و _B v _C و _C v _A على التوالي.

يجب أيضًا استيفاء شروط أخرى لكي يظل الوصل الثلاثي مستقرًا - يجب أن تتحرك الصفائح بطريقة تترك هندستها الفردية دون تغيير. بدلاً من ذلك، يجب أن يتحرك الوصل الثلاثي بطريقة تجعله يظل على حدود الصفائح الثلاث المعنية.

أثبت ماكنزي ومورجان ^{[6] أنه يمكن تمثيل هذه المعايير على نفس مخططات فضاء السرعة بالطريقة التالية. تربط الخطوط ab و} bc وca نقاطًا في فضاء السرعة والتي ستترك هندسة AB وBC وCA دون تغيير. هذه الخطوط هي نفسها تلك التي تربط نقاطًا في فضاء السرعة حيث يمكن للمراقب أن يتحرك بسرعة معينة ويظل على حدود اللوحة. عندما يتم رسم هذه الخطوط على الرسم التخطيطي الذي يحتوي على مثلث السرعة، يجب أن تكون هذه الخطوط قادرة على الالتقاء في نقطة واحدة، حتى يكون التقاطع الثلاثي مستقرًا.

من الضروري أن تكون هذه الخطوط متوازية مع حدود الصفائح، ولكي تبقى على حدود الصفائح يجب على المراقب إما أن يتحرك على طول حدود الصفائح أو أن يظل ثابتًا عليها.

• بالنسبة للتلال، يجب أن يكون الخط المبني هو المنصف العمودي لمتجه الحركة النسبية حتى يظل في منتصف التلال، وسيتعين على المراقب أن يتحرك بسرعة نصف السرعات النسبية للصفائح على كلا الجانبين، ولكن يمكنه أيضًا التحرك في اتجاه عمودي على طول حدود الصفائح.
• بالنسبة لصدع تحويلي، يجب أن يكون الخط موازيًا لمتجه الحركة النسبي حيث أن كل الحركة موازية لاتجاه الحدود، وبالتالي يجب أن يقع الخط ab على طول AB لصدع تحويلي يفصل بين اللوحين A وB.
• لكي يظل المراقب على حدود الخندق ، يجب عليه أن يسير على طول خط الخندق مع البقاء على الصفيحة العلوية. وبالتالي، فإن الخط المرسوم سوف يكون موازيًا لحدود الصفيحة لكنه يمر عبر النقطة في حيز السرعة التي تشغلها الصفيحة العلوية.

النقطة التي تلتقي عندها هذه الخطوط، J، تعطي الحركة الكلية للوصلة الثلاثية بالنسبة للأرض.

وباستخدام هذه المعايير، يمكن بسهولة إثبات سبب عدم استقرار الوصلة الثلاثية FFF: فالحالة الوحيدة التي يمكن فيها لثلاثة خطوط تقع على طول أضلاع مثلث أن تلتقي عند نقطة ما هي الحالة البسيطة التي يكون فيها طول أضلاع المثلث صفرًا، وهو ما يتوافق مع حركة نسبية صفرية بين الصفائح. ونظرًا لأن الصدوع مطلوبة لتكون نشطة لغرض هذا التقييم، فلا يمكن أبدًا أن تكون وصلة FFF مستقرة.

حدد ماكنزي ومورجان أن هناك 16 نوعًا من الوصلات الثلاثية ممكنة نظريًا، على الرغم من أن العديد منها تخمينية ولم يتم رؤيتها بالضرورة على الأرض. تم تصنيف هذه الوصلات أولاً حسب أنواع التقاء حدود الصفائح - على سبيل المثال RRR و TTR و RRT و FFT وما إلى ذلك - وثانيًا حسب اتجاهات الحركة النسبية للصفائح المعنية. يمكن لبعض التكوينات مثل RRR أن يكون لها مجموعة واحدة فقط من الحركات النسبية بينما يمكن تصنيف وصلات TTT إلى TTT (a) و TTT (b). تؤثر هذه الاختلافات في اتجاه الحركة على معايير الاستقرار.

زعم ماكنزي ومورجان أن من بين هذه الأنواع الستة عشر، كان 14 منها مستقرًا مع عدم استقرار تكوينات FFF وRRF، ومع ذلك، أظهر يورك ^[7] لاحقًا أن تكوين RRF يمكن أن يكون مستقرًا في ظل ظروف معينة.

إن تقاطع RRR مستقر دائمًا باستخدام هذه التعريفات وبالتالي فهو شائع جدًا على الأرض، على الرغم من أنه من الناحية الجيولوجية، يتوقف انتشار التلال عادةً في اتجاه واحد تاركًا منطقة صدع فاشلة . هناك العديد من الأمثلة على ذلك موجودة الآن وفي الماضي الجيولوجي مثل فتحة جنوب المحيط الأطلسي مع انتشار التلال شمالًا وجنوبًا لتشكيل سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي ، والأولاكوجين المرتبط بها ، وحوض بينوي ، في منطقة دلتا النيجر في إفريقيا. تعد تقاطعات RRR شائعة أيضًا حيث أن التصدع على طول ثلاثة كسور عند 120 درجة هو أفضل طريقة لتخفيف الضغوط الناتجة عن الرفع على سطح الكرة؛ على الأرض، يُعتقد أن الضغوط المماثلة لهذه تنجم عن نقاط ساخنة في الوشاح يُعتقد أنها تبدأ التصدع في القارات.

يتم توضيح استقرار تقاطعات RRR أدناه - حيث تلتقي المنصفات العمودية لأضلاع المثلث دائمًا في نقطة واحدة، ويمكن دائمًا جعل الخطوط ab وbc وca تلتقي بغض النظر عن السرعات النسبية.

تعتبر تقاطعات RTF أقل شيوعًا، ويُعتقد أن تقاطعًا غير مستقر من هذا النوع (RTF(a)) كان موجودًا منذ حوالي 12 مليون سنة عند مصب خليج كاليفورنيا حيث يلتقي ارتفاع شرق المحيط الهادئ حاليًا بمنطقة صدع سان أندرياس . ^[8] كانت الصفيحتان الصغيرتان جوادلوب وفارالون تندسان سابقًا تحت الصفيحة الأمريكية الشمالية والطرف الشمالي لهذه الحدود التقى بصدع سان أندرياس . تم توفير المواد اللازمة لهذا الاندساس من خلال سلسلة من التلال تعادل ارتفاع شرق المحيط الهادئ الحديث المزاح قليلاً إلى الغرب من الخندق. نظرًا لأن التلال نفسها اندست، فقد كان هناك تقاطع ثلاثي لـ RTF موجودًا مؤقتًا ولكن الاندساس للتلال تسبب في إضعاف الغلاف الصخري المندس و"تمزقه" من نقطة التقاطع الثلاثي. أدى فقدان قوة سحب الصفائح الناجم عن انفصال هذا الغلاف الصخري إلى إنهاء تقاطع RTF مما أعطى نظام التلال والصدع الحالي. تكون RTF(a) مستقرة إذا مر ab عبر نقطة في فضاء السرعة C، أو إذا كان ac وbc على خط واحد.

يمكن العثور على تقاطع TTT(a) في وسط اليابان حيث تتغلب الصفيحة الأوراسية على الصفيحتين الفلبينية والمحيط الهادئ ، مع تجاوز الصفيحة الفلبينية أيضًا للمحيط الهادئ. هنا يتفرع خندق اليابان بشكل فعال لتشكيل أقواس ريوكيو وبونين . معايير الاستقرار لهذا النوع من التقاطع هي إما أن يشكل الخطان ab وac خطًا مستقيمًا أو أن يكون الخط bc موازيًا لـ CA.

• يعد ملتقى البحر الأحمر وخليج عدن والصدع الأفريقي الشرقي الواقع في مركز مثلث عفار ( ملتقى عفار الثلاثي ) الملتقى الثلاثي الوحيد فوق مستوى سطح البحر.
• تقاطع رودريجيز الثلاثي هو تقاطع ثلاثي RRR في جنوب المحيط الهندي، حيث تلتقي الصفيحة الأفريقية ، والصفيحة الهندية الأسترالية ، والصفيحة القطبية الجنوبية . ^[9]
• يعد ملتقى جزر غالاباغوس الثلاثي ملتقى ثلاثيًا من سلسلة جبال نازكا وجزر كوكوس والمحيط الهادئ حيث تلتقي صفيحتا نازكا وكوكوس والمحيط الهادئ . يمتد مرتفع شرق المحيط الهادئ شمالًا وجنوبًا من هذا الملتقى ويمتد مرتفع جزر غالاباغوس إلى الشرق. يصبح هذا المثال أكثر تعقيدًا بسبب صفيحة غالاباغوس الصغيرة وهي صفيحة منفصلة صغيرة على ارتفاع إلى الجنوب الشرقي من الملتقى الثلاثي.
• ساحل تشياباس قبالة تاباتشولا حيث تلتقي غواتيمالا وأمريكا الشمالية والمحيط الهادئ وتحدث زلازل صغيرة أسبوعيًا. يتم دفع هذا شرقًا بواسطة صفيحة كوكوس.
• على الساحل الغربي لأمريكا الشمالية يوجد تقاطع ثلاثي غير مستقر آخر قبالة ساحل كيب ميندوسينو . إلى الجنوب، يفصل صدع سان أندرياس ، وهو صدع انزلاقي وحدود صفيحة تحويلية، بين صفيحة المحيط الهادئ وصفيحة أمريكا الشمالية . إلى الشمال تقع منطقة الاندساس كاسكاديا ، حيث يتم الاندساس قسم من صفيحة خوان دي فوكا يسمى صفيحة جوردا تحت صفيحة أمريكا الشمالية ، مكونًا خندقًا (T). صدع تحويلي آخر، صدع ميندوسينو (F)، يمتد على طول الحدود بين صفيحة المحيط الهادئ وصفيحة جوردا. حيث تتقاطع الثلاثة هي تقاطع ميندوسينو الثلاثي النشط زلزاليًا .
• تلتقي صفيحة أموريا وصفيحة أوخوتسك وصفيحة بحر الفلبين في اليابان بالقرب من جبل فوجي . ( انظر جيولوجيا جبل فوجي )
• تقاطع الأزور الثلاثي هو تقاطع جيولوجي ثلاثي حيث تتقاطع حدود ثلاث صفائح تكتونية: الصفيحة الأمريكية الشمالية، والصفيحة الأوراسية، والصفيحة الأفريقية، RRR. ^[10]
• تقاطع بوسو الثلاثي قبالة سواحل اليابان هو تقاطع ثلاثي TTT بين صفيحة أوخوتسك وصفيحة المحيط الهادئ وصفيحة بحر الفلبين .
• يقع بحر الشمال عند التقاطع الثلاثي المنقرض لثلاث صفائح قارية سابقة من العصر الباليوزوي : أفالونيا ولورينتيا وبالطيكا . [ 11 ^]
• كان التقاطع الثلاثي لجنوب جرينلاند عبارة عن تقاطع ثلاثي لـ RRR حيث تباعدت الصفائح الأوراسية وجرينلاند وأمريكا الشمالية أثناء العصر الباليوجيني . ^[12]
• نقطة التقاء الثلاثي في ​​تشيلي هي المكان الذي تلتقي فيه الصفيحة الأمريكية الجنوبية ، وصفيحة نازكا ، والصفيحة القطبية الجنوبية .

• انتشار قاع البحر  – عملية جيولوجية عند التلال الواقعة في منتصف المحيط

• أوريسكيس، نعومي ، محرر، 2003، الصفائح التكتونية: تاريخ من الداخل للنظرية الحديثة للأرض ، مطبعة ويست فيو، ISBN 0-8133-4132-9