Горячая точка (геология) - Hotspot (geology)

Диаграмма, показывающая поперечное сечение Земли литосфера (желтым) с магма поднимаясь из мантия (в красном). На нижнем графике показана горячая точка, вызванная их относительным перемещением.

В геология, места, известные как горячие точки или горячие точки находятся вулканический регионы, которые считались подпитываемыми мантия это аномально жарко по сравнению с окружающей мантией.[нужна цитата ] Примеры включают Гавайи, Исландия и Горячие точки Йеллоустоуна. Положение горячей точки на поверхности Земли не зависит от границы тектонических плит, и поэтому горячие точки могут образовывать цепочки вулканов, когда плиты движутся над ними.

Есть две гипотезы, которые пытаются объяснить их происхождение. Один предполагает, что горячие точки связаны с мантийные перья которые поднимаются как термические диапиры от границы ядро ​​– мантия.[1] Другая гипотеза состоит в том, что мантийный источник под горячей точкой не является аномально горячим, скорее, кора над ним необычно слабая или тонкая, так что расширение литосферы позволяет пассивно подниматься расплаву с небольших глубин.[2][3]

Источник

Принципиальная схема, показывающая физические процессы внутри Земли, которые приводят к образованию магмы. Частичное плавление начинается выше точки плавления.

Истоки концепции горячих точек лежат в работе Дж. Тузо Уилсон, которые постулировали в 1963 г., что формирование Гавайские острова в результате медленного движения тектоническая плита через горячую область под поверхностью.[4] Позже было высказано предположение, что горячие точки питаются узкими потоками горячей мантия поднимающийся с Земли граница ядро ​​– мантия в структуре, называемой мантийный шлейф.[5] Существуют ли такие мантийные плюмы или нет - предмет серьезных споров в науках о Земле.[3][6] По оценкам, количество горячих точек, которые предположительно питаются мантийными шлейфами, колеблется от 20 до нескольких тысяч на протяжении многих лет, причем большинство геологов считает, что существует несколько десятков. Гавайи, Реюньон, Йеллоустон, Галапагосские острова, и Исландия являются одними из наиболее активных вулканических регионов, к которым применима эта гипотеза.

Сочинение

Большинство горячих вулканов базальтовый (например., Гавайи, Таити ). В результате они менее взрывоопасны, чем зона субдукции вулканы, в которых вода удерживается под перекрывающей плитой. Где возникают горячие точки континентальные регионы, базальтовый магма поднимается через континентальную кору, которая тает, образуя риолиты. Эти риолиты может образовывать сильные высыпания.[7][8] Например, Йеллоустонская кальдера был сформирован одними из самых мощных вулканических взрывов в геологической истории. Однако, когда риолит полностью извергается, за ним могут последовать извержения базальтовой магмы, поднимающейся через те же литосферные трещины (трещины в литосфере). Примером этой деятельности является Ильгачузский хребет в Британской Колумбии, который был создан ранней сложной серией трахит и риолит извержения, и позднее выдавливание последовательности потоков базальтовой лавы.[9]

Гипотеза горячей точки теперь тесно связана с мантийный шлейф гипотеза.[10]

Контраст с островными дугами зоны субдукции

Считается, что вулканы горячих точек имеют принципиально иное происхождение, чем островная дуга вулканы. Последняя форма закончилась субдукция зоны, на границах сходящихся плит. Когда одна океаническая плита встречается с другой, более плотная плита опускается в глубокую океаническую впадину. Эта плита, когда она погружается, выпускает воду в основание вышележащей плиты, и эта вода смешивается с породой, таким образом изменяя ее состав, заставляя некоторую породу плавиться и подниматься. Именно он питает цепь вулканов, таких как Алеутские острова, возле Аляска.

Горячие точки вулканических цепей

За миллионы лет Тихоокеанская плита переехал Горячая точка Гавайев, создавая тропа подводных гор которые простираются через Тихий океан
Килауэа - самый активный щитовой вулкан в мире. Вулкан непрерывно извергался с 1983 по 2018 год и является частью Гавайско-Императорская цепь подводных гор.
Мауна-Лоа большой щитовой вулкан. это последнее извержение было в 1984 г. и это часть Гавайско-Императорская цепь подводных гор.
Подводная гора Боуи это спящий подводный вулкан, и он является частью Цепь подводных гор Кадьяк-Боуи.
Осевая подводная гора самая молодая подводная гора Цепь подводных гор Кобб – Айкельберг. Последнее извержение произошло 6 апреля 2011 года.[11]
Мауна-Кеа самый высокий вулкан в Гавайско-Императорская цепь подводных гор. Он бездействует и имеет шлаковые шишки растет на вулкане.
Хуалалай массивный щитовой вулкан в Гавайско-Императорская цепь подводных гор. Последнее извержение было в 1801 году.

Сустав мантийный шлейф / Гипотеза горячей точки предполагает, что фидерные структуры должны быть закреплены относительно друг друга, с континентами и морское дно дрейфующий над головой. Таким образом, гипотеза предсказывает, что на поверхности развиваются прогрессирующие во времени цепи вулканов. Примеры Йеллоустон, который находится в конце цепи потухших кальдер, которые к западу постепенно становятся старше. Другой пример - Гавайский архипелаг, где острова становятся все старше и более глубоко размываются к северо-западу.

Геологи пытались использовать вулканические цепи горячих точек, чтобы отслеживать движение тектонических плит Земли. Это усилие было затруднено из-за отсутствия очень длинных цепочек, поскольку многие из них не прогрессируют во времени (например, Галапагосские острова ) и тем фактом, что горячие точки не кажутся фиксированными относительно друг друга (например, Гавайи и Исландия ).[12]

В 2020 году Wei et al. использовал сейсмическая томография для обнаружения океанического плато, образованного около 100 миллионов лет назад предполагаемой головой мантийного плюма цепи подводных гор Гавайи-Император, сейчас подчиненный до глубины 800 км под Восточной Сибирью.[13]

Постулируемые горячие точки вулканов

Пример расположения мантийных плюмов, предложенный одной недавней группой.[14] Рисунок из Foulger (2010).[3]

Список вулканических регионов, которые считаются горячими точками

Распределение точек доступа в списке слева с номерами, соответствующими номерам в списке. Горячая точка Афар (29) неуместна.
Сопоставьте все координаты, используя: OpenStreetMap  
Скачать координаты как: KML  · GPX

Евразийская плита

Африканская плита

Антарктическая плита

Южноамериканская плита

Североамериканская плита

Индо-Австралийская плита

Плита Наска

Тихоокеанская плита

За миллионы лет Тихоокеанская плита перемещалась над Точка доступа Боуи, создавая Цепь подводных гор Кадьяк-Боуи в Залив Аляски

Бывшие горячие точки

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б У. Дж. Морган (5 марта 1971 г.). «Конвекционные плюмы в нижней мантии». Природа. 230 (5288): 42–43. Bibcode:1971Натура 230 ... 42М. Дои:10.1038 / 230042a0. S2CID  4145715.
  2. ^ "Существуют ли перья?". Получено 25 апреля 2010.
  3. ^ а б c Foulger, G.R. (2010). Пластины против плюмов: геологический спор. Wiley-Blackwell. ISBN  978-1-4051-6148-0.
  4. ^ Уилсон, Дж. Тузо (1963). «Возможное происхождение Гавайских островов» (PDF). Канадский журнал физики. 41 (6): 863–870. Bibcode:1963CaJPh..41..863W. Дои:10.1139 / p63-094.
  5. ^ «Горячие точки: мантийные тепловые шлейфы». Геологическая служба США. 5 мая 1999 года. Получено 15 мая 2008.
  6. ^ Райт, Лаура (ноябрь 2000 г.). «Земля изнутри: рост горячих точек». Geotimes. Американский геологический институт. Получено 15 июн 2008.
  7. ^ Дональд Хайндман; Дэвид Хиндман (1 января 2016 г.). Стихийные бедствия и катастрофы. Cengage Learning. С. 44–. ISBN  978-1-305-88818-0.
  8. ^ Вольфганг Фриш; Мартин Мешеде; Рональд С. Блейки (2 ноября 2010 г.). Тектоника плит: дрейф континентов и горообразование. Springer Science & Business Media. С. 87–. ISBN  978-3-540-76504-2.
  9. ^ Холбек, Питер (ноябрь 1983 г.). «Отчет по предварительной геологии и геохимии группы Ilga Claim» (PDF). Получено 15 июн 2008. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  10. ^ Майнак Чоудхури; Михал Немчок (22 августа 2016 г.). Мантийные плюмы и их влияние. Springer. С. 18–. ISBN  978-3-319-44239-6.
  11. ^ «Осевая подводная гора». Программа взаимодействия Земли и океана PMEL. NOAA. Получено 23 сентября 2014.
  12. ^ "Что, черт возьми, такое Гавайи?". Получено 7 января 2011.
  13. ^ Вэй, Сунцяо Шон; Ширер, Питер М .; Литгоу-Бертеллони, Каролина; Стиксруд, Ларс; Тиан, Донгдун (20 ноября 2020 г.). «Океаническое плато головы гавайского мантийного плюма, подчиненное самой верхней нижней части мантии». Наука. 370 (6519): 983–987. Дои:10.1126 / science.abd0312. ISSN  0036-8075.
  14. ^ Куртильо, V .; Davaillie, A .; Besse, J .; Сток, Дж. (2003). «Три различных типа горячих точек в мантии Земли». Планета Земля. Sci. Латыш. 205 (3–4): 295–308. Bibcode:2003E и PSL.205..295C. CiteSeerX  10.1.1.693.6042. Дои:10.1016 / S0012-821X (02) 01048-8.
  15. ^ Е. В. Вержбицкий (2003). «Геотермический режим и генезис хребтов Девяносто Восток и Чагос-Лаккадив». Журнал геодинамики. 35 (3): 289. Bibcode:2003JGeo ... 35..289V. Дои:10.1016 / S0264-3707 (02) 00068-6.
  16. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный ар так как в au средний ау топор ай az ба bb до н.э bd быть парень bg бх би У. Дж. Морган и Дж. П. Морган. «Скорости пластин в системе отсчета горячей точки: электронное приложение» (PDF). Получено 6 ноября 2011.
  17. ^ Nielsen, Søren B .; Стивенсон, Рэнделл; Томсен, Эрик (13 декабря 2007 г.). "Письмо: Динамика среднепалеоценового Североатлантического рифтинга, связанная с европейскими внутриплитными деформациями". Природа. 450 (7172): 1071–1074. Bibcode:2007Натура.450.1071N. Дои:10.1038 / природа06379. PMID  18075591. S2CID  4428980.
  18. ^ О'Нил, К .; Müller, R.D .; Штейнбергер, Б. (2003). «Пересмотренное вращение Индийской платформы на основе движения горячих точек Индийского океана» (PDF). Письма по науке о Земле и планетах. 215 (1–2): 151–168. Bibcode:2003E и PSL.215..151O. CiteSeerX  10.1.1.716.4910. Дои:10.1016 / S0012-821X (03) 00368-6. Архивировано из оригинал (PDF) 26 июля 2011 г.
  19. ^ О'Коннор, Дж. М .; le Roex, А. П. (1992). «Южно-Атлантические горячие точки-плюмовые системы. 1: Распространение вулканизма во времени и пространстве». Письма по науке о Земле и планетах. 113 (3): 343–364. Bibcode:1992E и PSL.113..343O. Дои:10.1016 / 0012-821X (92) 90138-L.
  20. ^ Смит, Роберт Б .; Джордан, Майкл; Штейнбергер, Бернхард; Пушкаш, Кристина М .; Фаррелл, Джейми; Уэйт, Грегори П .; Хусен, Стефан; Чанг, Ву-Лунг; О'Коннелл, Ричард (20 ноября 2009 г.). «Геодинамика горячей точки Йеллоустоуна и мантийного плюма: сейсмические и GPS-изображения, кинематика и мантийный поток» (PDF). Журнал вулканологии и геотермальных исследований. 188 (1–3): 26–56. Bibcode:2009JVGR..188 ... 26S. Дои:10.1016 / j.jvolgeores.2009.08.020.
  21. ^ «Каталог канадских вулканов - вулканического пояса Анахим». Природные ресурсы Канады. Геологическая служба Канады. Архивировано из оригинал 16 июля 2011 г.. Получено 14 июн 2008.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка