קשת איים

קשת איים היא ארכיפלג של איים געשיים הנוצרים עקב תנועת לוחות טקטוניים, כאשר לוח אוקייני אחד חודר אל מתחת ללוח אוקייני אחר. סלעי הלוח האוקייני החודר ניתכים והופכים למאגמה, הפורצת דרך סדקים בקרום כדור הארץ ויוצרת הרי געש. הרי געש אלה מתפתחים על קרקעית הים, וגדלים לארכיפלג של איים געשיים. צדה הקמור של הקשת פונה לאוקיינוס, ובמקום חדירת הלוח האוקייני נמצא שקע אוקייני. קשתות איים הן מוקד לפעילות געשית וסייסמולוגית נרחבת.

בסגול: שקע אוקייני בקשת האיים האנטילים

היווצרות

מבנה קשת איים

בקרום האוקייני מתרחשת התפשטות קרקעית הים באמצעות מרכזי התפשטות: רכסים מרכז אוקייניים שבמרכזם מצוי בקע ממנו עולה מאגמה ויוצרת קרום אוקייני חדש. המאגמה עולה מהמעטפת התחתונה באמצעות זרמי הערבול, עוברת דרך אזורי חולשה בקרום ופורצת אל פני השטח. שם היא מתקררת והופכת לסלעי בזלת, היוצרים קרקעית ים חדשה ודוחקים את הקרקעית הישנה. אזור כזה, שבו יש התרחקות בין שני לוחות טקטוניים, נקרא אזור פתיחה.

שטח הפנים של כדור הארץ נותר קבוע בשל האיזון שבין בניית קרום אוקייני חדש לבין איבוד של קרום אוקייני עתיק, דבר המתרחש באזור הפחתה. במפגש בין שני לוחות אוקייניים, לוח הקרום הוותיק ("הלוח הנוחת") – שהוא קר וצפוף יותר – חודר אל מתחת לקרום הצעיר ("הלוח הרוכב"). באזור ההפחתה בין שני הלוחות נוצר שקע צר ועמוק, הנוצר עקב משיכת הקרום הרוכב על ידי הקרום הנוחת באמצעות חיכוך. מישור חיכוך זה נקרא אזור בניוף, והוא מוקדן של רעידות אדמה רבות באזור ההפחתה. כתוצאה מן החיכוך מתעקל קצה הלוח הרוכב ובולט כרכס הרים.

מתחת ללוח הרוכב גובר הלחץ ועולה הטמפרטורה, ומתרחשת התכה חלקית – ארגון מחדש של המינרלים בסלעי הלוח המופחת באמצעות התכת שטף (Flux Melting) – התכה בנוכחות נוזלים, בעיקר מים הנישאים על הלוח המופחת, המורידים את נקודת ההתכה של הסלעים. התכה זו משנה את הבזלת והופכת אותה לאקלוגיט – סלע מאפי מותמר וגס גביש. הלוח הנוחת מכיל סלעי משקע ימיים שהורבדו מעל הסלעים הגעשיים הבונים אותו. במהלך הפיכת הבזלת לאקלוגיט מאבד הלוח המופחת מים וחומרים נדיפים אחרים, הגורמים לירידת טמפרטורת ההתכה. תנאים אלה יוצרים מאגמה אנדזיטית עד בזלתית שצפיפותה נמוכה. צפיפות נמוכה זו – ביחס לצפיפות גבוהה של סלעי הליתוספירה של הלוח הרוכב – מאפשרת למאגמה לעלות ולחדור לתוכם. משם היא מתפרצת אל פני השטח תוך שהיא יוצרת הרי געש תת-ימיים, הגדלים, מתרוממים מעל פני הים ויוצרים קשת של איים געשיים. צורת הקשת נובעת מגאומטריה של לוח מעוגל המתקמט בהיכנסו מתחת למשטח מעוגל.

ים אוחוצק, ים שולי של האוקיינוס השקט, מעבר לקשת האיים הקוריליים

המקום בו מתרחש איבוד המים והחומרים הנדיפים הוא הסיבה להיווצרות קשת איים במרחק מסוים מן השקע. ההתכה החלקית מתרחשת בעומק של כ-100 ק"מ מתחת לקשת האיים. זווית החדירה של הקרום הנוחת תשפיע על הגעתו לנקודת ההתכה, וכתוצאה מכך על מיקומה של קשת האיים:

• זווית נחיתה תלולה – יוצרת קשת איים הקרובה לשקע
• זווית נחיתה מתונה – יוצרת קשת איים הרחוקה מהשקע
• זווית נחיתה מתונה מאוד – לא יוצרת קשת איים מאחר שהקרום המופחת אינו חודר לעומק מספיק

האוקיינוס בשולי קשת האיים

קשת האיים עשויה ליצור ים שולי – חלק האוקיינוס הקרוב ליבשה. בים השולי זורמים זרמי אוקיינוס הנגרמים על ידי רוחות אוקייניות. ים עשוי להחשב כים שולי של יותר מאוקיינוס אחד, ועשויים להיות לו ימים שוליים משל עצמו.

אזור ההפחתה גורע מן הקרום האוקייני ויוצר אוקיינוס שיורי – אגן אוקייני בתהליך סגירה, המסתיים בהתקרבות יבשות ובאורוגנזה דוגמת התנגשות הלוח האירו-אסיאתי והלוח ההודי שיצרה את הרי ההימלאיה.

דוגמאות

קשת האיים של יפן

דוגמאות קלאסיות לקשתות איים הן איי מריאנה במערב האוקיינוס השקט ואזור האנטילים הקטנים בים הקריבי, במערב האוקיינוס האטלנטי. קשתות איים נוספות:

האיים האלאוטיים האיים הקוריליים יפן ואיי ריוקיו קשת איזו-בונין-מריאנה הפיליפינים איי מריאנה טונגה ואיי קרמדק איי בונין כרתים וההאיים הדודקאנסיים

איי אנדמן וניקובר איי מנטאוואי איי סונדה טנימבר ואיי קאי איי שלמה הקשת הדרום אגאית הקשת הגעשית של האנטילים הקטנים איי ג'ורג'יה הדרומית ואיי סנדוויץ' הדרומיים האיים המסקרים

קשתות איים קדומות

• האיים האינסופיים
• האיים האינטרמונטנים

קשת געשית

הר הוד ברכס קסקייד

לבד מקשתות איים מתפתחות גם קשתות יבשתיות, הנוצרות באזור הפחתה בשולי יבשת, שם חודר קרום אוקייני של לוח אחד אל מתחת לקרום יבשתי של לוח שני. היווצרותה של קשת געשית דומה להיווצרות קשת איים, בהבדל משמעותי אחד: במקום איים געשיים נוצר רכס הרים געשיים בלוח היבשתי.

דוגמאות לקשתות יבשתיות ניתן למצוא ברכסים המערביים של אמריקה:

• רכס קסקייד במערב אמריקה הצפונית – הרי געש: סנט הלנס, ריינייר, הר שסטה, הר הוד, לאסן
• רכס האנדים במערב אמריקה הדרומית – הרי געש: אוסורנו, ויאריקה, יאימה, לנין

קשתות משולבות

גם קשתות איים וגם קשתות געשיות עשויות להיווצר באזור הפחתה אחד, כאשר הלוח האוקייני חודר אל מתחת שני לוחות: אחד אוקייני ואחד יבשתי.

דוגמאות לקשתות משולבות:

• האיים האלאוטיים – שרשרת איים געשיים בצפון האוקיינוס השקט דרומית-מערבית לאלסקה, והרכס האלאוטי בדרום אלסקה
• דרומו של חצי האי קמצ'טקה וההאיים הקוריליים

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קשת איים בוויקישיתוף

• קשת איים, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)