Горячая точка (геология) -Hotspot (geology)
В геологии горячими точками (или горячими точками ) называют вулканические места , которые, как считается, питаются нижележащей мантией , которая аномально горячая по сравнению с окружающей мантией. Примеры включают горячие точки на Гавайях , в Исландии и Йеллоустоуне . Положение горячей точки на поверхности Земли не зависит от границ тектонических плит , поэтому горячие точки могут создавать цепочки вулканов, когда плиты движутся над ними.
Есть две гипотезы , которые пытаются объяснить их происхождение. Один из них предполагает, что горячие точки возникают из-за мантийных плюмов , которые поднимаются в виде термальных диапиров от границы ядро-мантия. Альтернативная теория плит состоит в том, что источник мантии под горячей точкой не является аномально горячим, скорее кора над ней необычно слаба или тонка, так что растяжение литосферы допускает пассивный подъем расплава с небольших глубин.
Источник
Истоки концепции горячих точек лежат в работах Дж. Тузо Уилсона , постулировавшего в 1963 г., что образование Гавайских островов произошло в результате медленного движения тектонической плиты по горячей области под поверхностью. Позже было постулировано, что горячие точки питаются узкими потоками горячей мантии , поднимающимися от границы между ядром и мантией Земли в виде структуры, называемой мантийным плюмом . Существуют ли такие мантийные плюмы или нет, является предметом серьезных споров в науках о Земле.
В любом месте, где вулканизм не связан с конструктивной или деструктивной границей плиты, для объяснения его происхождения использовалась концепция горячей точки. В обзорной статье Courtillot et al. перечисляя возможные горячие точки, проводится различие между первичными горячими точками, исходящими из глубины мантии (возможно, происходящими из границы ядра и мантии), образующими большие вулканические провинции с линейными следами (остров Пасхи, Исландия, Гавайи, Афар, Луисвилл, Реюньон, Тристан, подтверждено , Галапагосские острова, Кергелен и Маркерсас, вероятно) и вторичные горячие точки, образовавшиеся из мантийных плюмов (Самоа, Таити, Кука, Питкэрна, Кэролайн, Макдональда подтверждено, до примерно 20 возможных) на верхней/нижней границе мантии, которые не образуют крупных вулканических провинций, но образуют цепочки островов. Другие потенциальные горячие точки являются результатом поверхностного всплытия материала мантии в областях разрушения литосферы, вызванного напряжением (и, таким образом, представляют собой совершенно другой тип вулканизма).
Оценки количества горячих точек, предположительно питаемых мантийными плюмами, колеблются от 20 до нескольких тысяч, при этом большинство геологов считают, что существует несколько десятков. Гавайи , Реюньон , Йеллоустоун , Галапагосские острова и Исландия являются одними из наиболее активных вулканических регионов, к которым применима эта гипотеза.
Состав
Большинство горячих вулканов являются базальтовыми (например, Гавайи , Таити ). В результате они менее взрывоопасны, чем вулканы зоны субдукции , в которых вода задерживается под доминирующей плитой. Там, где в континентальных регионах возникают горячие точки , базальтовая магма поднимается через континентальную кору, которая плавится с образованием риолитов . Эти риолиты могут образовывать сильные извержения. Например, Йеллоустонская кальдера образовалась в результате одного из самых мощных вулканических взрывов в геологической истории. Однако, когда риолит полностью извергается, за ним могут последовать извержения базальтовой магмы, поднимающейся по тем же литосферным трещинам (трещинам в литосфере). Примером такой деятельности является хребет Илгачуз в Британской Колумбии, который образовался в результате ранней сложной серии извержений трахита и риолита и позднего выдавливания серии потоков базальтовой лавы.
Гипотеза горячей точки теперь тесно связана с гипотезой мантийного плюма .
Контраст с островными дугами зоны субдукции
Считается, что горячие точки вулканов имеют принципиально иное происхождение, чем островодужные вулканы. Последние формируются над зонами субдукции , на сходящихся границах плит. Когда одна океаническая плита встречается с другой, более плотная плита опускается в глубокую океанскую впадину. Эта плита, когда она погружается, высвобождает воду в основание вышележащей плиты, и эта вода смешивается с породой, тем самым изменяя ее состав, вызывая плавление и подъем части породы. Именно это подпитывает цепь вулканов, таких как Алеутские острова недалеко от Аляски .
Горячие вулканические цепи
Гипотеза совместного мантийного плюма /горячей точки предполагает, что фидерные структуры будут зафиксированы относительно друг друга, а континенты и морское дно дрейфуют над головой. Таким образом, гипотеза предсказывает, что на поверхности образуются цепочки вулканов, прогрессирующие во времени. Примером может служить Йеллоустоун , который находится в конце цепи вымерших кальдер, которые постепенно становятся старше к западу. Другим примером является Гавайский архипелаг, где острова постепенно стареют и подвергаются более глубокой эрозии к северо-западу.
Геологи пытались использовать вулканические цепи горячих точек для отслеживания движения тектонических плит Земли. Это усилие было затруднено отсутствием очень длинных цепочек, тем фактом, что многие из них не являются прогрессивными во времени (например, Галапагосские острова ), и тем фактом, что горячие точки не кажутся фиксированными относительно друг друга (например, Гавайи и Исландия ) . .
В 2020 году Вэй и соавт. использовали сейсмическую томографию для обнаружения океанического плато, образованного около 100 миллионов лет назад гипотетической головкой мантийного плюма цепи подводных гор Гавайи-Император, ныне погруженной на глубину 800 км под Восточную Сибирь.
Цепи предполагаемых горячих точек вулканов
- Цепь подводных гор Гавайи-Император ( горячая точка Гавайев )
- Луисвилл-Ридж ( горячая точка Луисвилля )
- Уолфиш-Ридж (горячая точка Гофа и Тристана )
- Сеть подводных гор Кадьяк – Боуи ( горячая точка Боуи )
- Цепь подводных гор Кобб-Эйкельберг ( горячая точка Кобба )
- Подводные горы Новой Англии ( горячая точка Новой Англии )
- Вулканический пояс Анахим ( горячая точка Анахима )
- Рой дамб Маккензи ( горячая точка Маккензи )
- Трек точки доступа Great Meteor ( горячая точка Новой Англии )
- Цепь подводных гор Святой Елены - Камерунская вулканическая линия ( горячая точка острова Святой Елены )
- Южное Маскаренское плато – Чагос-Мальдивы-Лаккадивский хребет ( горячая точка Реюньона )
- Девяносто Восточный хребет ( горячая точка Кергелена )
- Туамоту – цепь островов Лайн ( горячая точка Пасхи )
- Сеть Austral – Gilbert – Marshall ( горячая точка Macdonald )
- Хуан Фернандес Ридж ( горячая точка Хуана Фернандеса )
- Цепь подводных гор Тасмантиды ( горячая точка Тасмантидов )
- Канарские острова ( канарская точка доступа )
- Кабо-Верде ( горячая точка Кабо-Верде )
Список вулканических регионов, которые считаются горячими точками
Евразийская плита
-
Горячая точка Эйфеля (8)
- 50°12′ с.ш. 6°42′ в.д. / 50,2° с.ш. 6,7° в.д. , w= 1 az= 082° ±8° rate= 12 ±2 мм/год
-
Горячая точка Исландии (14)
-
64°24′ с.ш. 17°18′ з.д. / 64,4° с.ш. 17,3° з.д.
- Евразийская плита, w = 0,8 az = 075 ° ± 10 °, скорость = 5 ± 3 мм / год
- Североамериканская плита, w = 0,8 az = 287 ° ± 10 °, скорость = 15 ± 5 мм / год
- Возможно, связано с континентальным рифтогенезом Северной Атлантики (62 млн лет назад), Гренландия .
-
64°24′ с.ш. 17°18′ з.д. / 64,4° с.ш. 17,3° з.д.
-
Горячая точка Азорских островов (1)
-
37°54′ с.ш. 26°00′ з.д. / 37,9° с.ш. 26,0° з.д.
- Евразийская плита, w= 0,5 az= 110° ±12°
- Североамериканская плита, w= 0,3 az= 280° ±15°
-
37°54′ с.ш. 26°00′ з.д. / 37,9° с.ш. 26,0° з.д.
- Горячая точка Ян-Майена (15)
-
Горячая точка Хайнаня (46)
- 20°00′ с.ш. 110°00′ в.д. / 20,0° с.ш. 110,0° в.д. , азимут = 000° ±15°
Африканская тарелка
- Этна (47)
-
Горячая точка Хоггара (13)
- 23°18 ′ с.ш. 5°36′ в.д. / 23,3° с.ш. 5,6° в.д. , w= 0,3 азимут = 046° ±12°
-
Горячая точка Тибести (40)
- 20°48′ с.ш. 17°30′ в.д. / 20,8° с.ш. 17,5° в.д. , w= 0,2 азимут = 030° ±15°
-
Горячая точка Джебель-Марра/Дарфур (6)
- 13°00′ с.ш. 24°12′ в.д. / 13,0° с.ш. 24,2° в.д. , w= 0,5 az= 045° ±8°
-
Горячая точка Афара (29, неуместна на карте)
- 7°00′ с.ш. 39°30′ в.д. / 7,0° с.ш. 39,5° в.д. , w= .2 az= 030° ±15° скорость= 16 ±8 мм/год
- Возможно, связано с Афарским тройным соединением , 30 млн лет назад.
-
Горячая точка Камеруна (17)
- 2°00′ с.ш. 5°06′ в.д. / 2,0° с.ш. 5,1° в.д. , w= 0,3 азимут = 032° ±3° скорость= 15 ±5 мм/год
-
Горячая точка Мадейры (48)
- 32°36′ с.ш. 17°18′ з.д. / 32,6° с. ш. 17,3° з. д. , w= 0,3 азимут = 055° ±15° скорость= 8 ±3 мм/год
-
Канарская точка доступа (18)
- 28°12′ с.ш. 18°00′ з.д. / 28,2° с.ш. 18,0° з.д. , w= 1 az= 094° ±8° скорость= 20 ±4 мм/год
-
Новая Англия/Горячая точка Великого Метеора (28)
- 29°24′ с.ш. 29°12′ з.д. / 29,4° с.ш. 29,2° з.д. , w= 0,8 азимут = 040° ±10°
-
Горячая точка Кабо-Верде (19)
- 16°00′ с.ш. 24°00′ з.д. / 16,0° с. ш. 24,0° з. д. , w= 0,2 азимут = 060° ±30°
- Горячая точка Сьерра-Леоне
-
Горячая точка острова Святой Елены (34)
- 16°30′ ю.ш. 9°30′ з.д. / 16,5°ю.ш. 9,5°з.д. , w= 1 az= 078° ±5° rate= 20 ±3 мм/год
-
Горячая точка Гоф (49), 40°19' ю.ш., 9°56' з.д.
- 40°18′ ю.ш. 10°00′ в.д. / 40,3°ю.ш. 10,0°в.д. , w= 0,8 азимут = 079° ±5° скорость= 18 ±3 мм/год
- Горячая точка Тристан (42), 37°07′ ю.ш. 12°17′ з.д.
-
Горячая точка Вема (подводная гора Вема, 43), 31°38' ю.ш., 8°20' в.д.
- 32°06'ю.ш. 6°18'з.д. / 32,1°ю.ш. 6,3°з.д.
- Возможно, связано с ловушками Парана и Этендека (ок. 132 млн лет назад) через Китовый хребет .
- Горячая точка Discovery (50) ( Подводные горы Дискавери )
- 43°00′ ю.ш. 2°42′ з.д. / 43,0°ю.ш. 2,7°з.д. , w= 1 az= 068° ±3°
- Горячая точка Буве (51)
-
Горячая точка Шона/Метеор (27)
- 51°24′ ю.ш. 1°00′ з.д. / 51,4°ю.ш. 1,0°з.д. , w= 0,3 азимут = 074° ±6°
-
Горячая точка Реюньона (33)
- 21°12′ ю.ш. 55°42′ в.д. / 21,2°ю.ш. 55,7°в.д. , w= 0,8 az= 047° ±10° скорость= 40 ±10 мм/год
- Возможно, связано с Деканскими ловушками (основные события: 68,5–66 млн лет назад).
-
Горячая точка Коморских островов (21)
- 11°30′ ю.ш. 43°18′ в.д. / 11,5°ю.ш. 43,3°в.д. , w= 0,5 az=118 ±10° rate=35 ±10 мм/год
Антарктическая плита
-
Горячая точка Марион (25)
- 46°54′ ю.ш. 37°36′ в.д. / 46,9°ю.ш. 37,6°в.д. , w= 0,5 азимут = 080° ±12°
-
Горячая точка Крозе (52)
- 46°06′ ю.ш. 50°12′ в.д. / 46,1°ю.ш. 50,2°в.д. , w= 0,8 az= 109° ±10° скорость= 25 ±13 мм/год
- Возможно, связано с геологической провинцией Кару-Феррар (183 млн лет назад) .
-
Горячая точка Кергелена (20)
- 49°36′ ю.ш. 69°00′ в.д. / 49,6°ю.ш. 69,0°в.д. , w= 0,2 азимут= 050° ±30° скорость= 3 ±1 мм/год
- Острова Сен-Поль и Иль-Амстердам могут быть частью тропы горячей точки Кергелен (Сент-Поль, вероятно, не является другой горячей точкой)
- Возможно, связано с плато Кергелен (130 млн лет назад) .
-
Точка доступа (53)
- 53°06′ ю.ш. 73°30′ в.д. / 53,1°ю.ш. 73,5°в.д. , w= 0,2 азимут = 030° ±20°
-
Точка доступа Баллени (2)
- 67°36′ ю.ш. 164°48′ в.д. / 67,6°ю.ш. 164,8°в.д. , w= 0,2 азимут = 325° ±7°
- Горячая точка Эребус (54)
Южноамериканская плита
-
Горячая точка Триндади/Мартина Ваза (41)
- 20°30′ ю.ш. 28°48′ з.д. / 20,5°ю.ш. 28,8°з.д. , w= 1 az= 264° ±5°
-
Горячая точка Фернандо (9)
- 3°48′ ю.ш. 32°24 / 3,8°ю.ш. 32,4°з.д. ′ з.д. , w= 1 az= 266° ±7°
- Возможно, связано с Магматической провинцией Центральной Атлантики (около 200 млн лет назад).
- Горячая точка Вознесения (55)
Североамериканская плита
-
Горячая точка Бермудских островов (56)
- 32°36′ с.ш. 64°18′ з.д. / 32,6° с.ш. 64,3° з.д. , w= 0,3 азимут = 260° ±15°
-
Горячая точка Йеллоустон (44)
- 44°30'N 110°24'W / 44,5° с. ш. 110,4° з. д. , w= 0,8 az= 235° ±5° rate= 26 ±5 мм/год
- Возможно, связано с базальтовой группой реки Колумбия (17–14 млн лет назад).
-
Точка доступа Ратон (32)
- 36°48′N 104°06′W / 36,8° с.ш. 104,1° з.д. , w= 1 az= 240°±4° rate= 30±20 мм/год
- Точка доступа Анахим (45)
Австралийская плита
-
Горячая точка Лорд-Хау (22)
- 34°42′ ю.ш. 159°48′ в.д. / 34,7°ю.ш. 159,8°в.д. , w= 0,8 азимут = 351° ±10°
-
Горячая точка Тасмантиды (39)
- 40°24′ ю.ш. 155°30′ в.д. / 40,4°ю.ш. 155,5°в.д. , w= 0,8 азимут = 007° ±5° скорость= 63 ±5 мм/год
-
Горячая точка Восточной Австралии (30)
- 40°48′ ю.ш. 146°00′ в.д. / 40,8°ю.ш. 146,0°в.д. , w= 0,3 азимут = 000° ±15° скорость= 65 ±3 мм/год
Тарелка Наска
-
Горячая точка Хуана Фернандеса (16)
- 33°54′ ю.ш. 81°48′ з.д. / 33,9°ю.ш. 81,8°з.д. , w= 1 az= 084° ±3° скорость= 80 ±20 мм/год
-
Горячая точка Сан-Феликс (36)
- 26°24′ ю.ш. 80°06′ з.д. / 26,4°ю.ш. 80,1°з.д. , w= 0,3 азимут = 083° ±8°
-
Пасхальная горячая точка (7)
- 26°24′ ю.ш. 106°30′ з.д. / 26,4°ю.ш. 106,5°з.д. , w= 1 az= 087° ±3° rate= 95 ±5 мм/год
-
Горячая точка Галапагосских островов (10)
-
0 °24'ю.ш. 91°36'з.д. / 0,4°ю.ш. 91,6°з.д.
- Плита Наска, ш = 1 азимут = 096° ± 5° скорость = 55 ± 8 мм/год
- Пластина Cocos, w= 0,5 az= 045° ±6°
- Возможно, связано с крупной карибской магматической провинцией (основные события: 95–88 млн лет назад).
-
0 °24'ю.ш. 91°36'з.д. / 0,4°ю.ш. 91,6°з.д.
Тихоокеанская плита
-
Горячая точка Луисвилля (23)
- 53°36′ ю.ш. 140°36′ з.д. / 53,6°ю.ш. 140,6°з.д. , w= 1 az= 316° ±5° rate= 67 ±5 мм/год
- Возможно, связано с плато Онтонг-Ява (125–120 млн лет назад).
-
Горячая точка Фонда / Подводные горы Нгатемато (57)
- 37°42′ ю.ш. 111°06′ з.д. / 37,7°ю.ш. 111,1°з.д. , w= 1 az= 292° ±3° rate= 80 ±6 мм/год
-
Горячая точка Макдональда (24)
- 29°00′ ю.ш. 140°18′ з.д. / 29,0°ю.ш. 140,3°з.д. , w= 1 az= 289° ±6° rate= 105 ±10 мм/год
- Северный Острал/Президент Тьер ( Президент Тьер Банк , 58 лет)
- 25°36′ ю.ш. 143°18′ з.д. / 25,6°ю.ш. 143,3°з.д. , w= (1,0) азимут= 293° ± 3° скорость= 75 ±15 мм/год
-
Горячая точка Араго (подводная гора Араго, 59)
- 23° 24′ю.ш. 150°42′з.д / 23,4°ю.ш. 150,7°з.д. . , з.д.= 1 азимут= 296° ±4° скорость= 120±20 мм/год
-
Горячая точка Марии/Южного Кука ( Иль-Мария , 60)
- 20°12′ ю.ш. 153°48′ з.д. / 20,2°ю.ш. 153,8°з.д. , w= 0,8 az= 300° ±4°
-
Горячая точка Самоа (35)
- 14°30′ ю.ш. 168°12′ з.д. / 14,5°ю.ш. 168,2°з.д. , w= 0,8 az= 285°±5° скорость= 95±20 мм/год
- Горячая точка Кроу ( Crough Seamount , 61)
- 26°54′ ю.ш. 114°36′ з.д. / 26,9°ю.ш. 114,6°з.д. , w= 0,8 азимут = 284° ± 2°
-
Горячая точка Питкэрна (31)
- 25°24′ ю.ш. 129°18′ з.д. / 25,4°ю.ш. 129,3°з.д. , w= 1 az= 293° ±3° скорость= 90 ±15 мм/год
-
Общество/горячая точка Таити (38)
- 18°12′ ю.ш. 148°24 / 18,2°ю.ш. 148,4°з.д. ′ з.д. , w= 0,8 az= 295°±5° rate= 109 ±10 мм/год
-
Горячая точка Маркизских островов (26)
- 10°30′ ю.ш. 139°00′ з.д. / 10,5°ю.ш. 139,0°з.д. , w= 0,5 az= 319° ±8° скорость= 93 ±7 мм/год
-
Горячая точка Кэролайн (4)
- 4°48'N 164°24'E / 4,8° с.ш. 164,4° в.д. , w= 1 az= 289° ±4° rate= 135 ±20 мм/год
-
Горячая точка Гавайев (12)
- 19°00′N 155°12′W / 19,0° с. ш. 155,2° з. д. , w= 1 az= 304° ±3° rate= 92 ±3 мм/год
- Горячая точка Сокорро/Ревиллагигедос (37)
-
Горячая точка Гваделупе (11)
- 27°42′ с.ш. 114°30′ з.д. / 27,7° с.ш. 114,5° з.д. , w= 0,8 азимут = 292° ±5° скорость= 80 ±10 мм/год
-
Точка доступа Кобб (5)
- 46°00′N 130°06′W / 46,0° с. ш. 130,1° з. д. , w= 1 az= 321° ±5° rate= 43 ±3 мм/год
-
Горячая точка Боуи / Пратта-Велкера (3)
- 53°00′ с.ш. 134°48′ з.д. / 53,0° с. ш. 134,8° з. д. , з. д. = 0,8 азимут = 306° ± 4° скорость = 40 ± 20 мм/год
Бывшие горячие точки
- Горячая точка Euterpe/Musicians ( Musicians Seamounts )
- Точка доступа Маккензи
- Горячая точка Матачевана
Смотрите также
Рекомендации
дальнейшее чтение
- «Плиты против плюмов: геологический спор» . Уайли-Блэквелл. октябрь 2010 г.
- Боски, Л.; Беккер, Т.В.; Стейнбергер, Б. (2007). «Мантийные плюмы: динамические модели и сейсмические изображения» (PDF) . Геохимия, геофизика, геосистемы . 8 (Q10006): Q10006. Бибкод : 2007GGG.....810006B . DOI : 10.1029/ 2007GC001733 . ISSN 1525-2027 .
- Клуар, Валери; Жербо, Мюриэль (2007). «Точки разрыва: может ли Тихий океан открыться в результате кинематики плит?» (PDF) . Письма о Земле и планетологии . 265 (1–2): 195. Бибкод : 2008E&PSL.265..195C . doi : 10.1016/j.epsl.2007.10.013 .
- «К лучшему пониманию вулканизма горячих точек» . ScienceDaily . 4 февраля 2008 г.
Внешние ссылки
- Формирование горячих точек
- Повышение горячих точек
- Крупные магматические провинции (LIP)
- Мария Антреттер, докторская диссертация (2001 г.): Движущиеся горячие точки - данные палеомагнетизма и моделирования .
- Существуют ли плюмы?