Горячая точка (геология) -Hotspot (geology)

Диаграмма, показывающая поперечное сечение Земли в горячей точке на Гавайях. Зарождающаяся в мантии магма поднимается в астеносферу и литосферу . Цепь вулканов создается по мере движения литосферы над источником магмы.

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

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

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

За миллионы лет Тихоокеанская плита сдвинулась над горячей точкой на Гавайях , образовав шлейф подводных гор , протянувшийся через Тихий океан.
Килауэа — самый активный щитовой вулкан в мире. Вулкан извергался с 1983 по 2018 год и является частью цепи подводных гор Гавайи-Император .
Мауна-Лоа — большой щитовой вулкан. Его последнее извержение произошло в 2022 году, и он является частью цепи подводных гор Гавайи-Император .
Подводная гора Боуи — это спящий подводный вулкан, входящий в цепь подводных гор Кадьяк-Боуи .
Осевая подводная гора — самая молодая подводная гора в цепи подводных гор Кобб-Эйкельберг . Последнее его извержение было в 2015 году.
Мауна-Кеа — самый высокий вулкан в цепи подводных гор Гавайи-Император . Вокруг его вершины насыпано множество шлаковых конусов .
Хуалалай — массивный щитовой вулкан в цепи подводных гор Гавайи-Император . Его последнее извержение было в 1801 году.

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

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

Список вулканических регионов, которые считаются горячими точками

Распределение хотспотов в списке слева, с номерами, соответствующими тем, что в списке. Точка доступа Afar (29) неуместна.
Нанесите на карту все координаты, используя: OpenStreetMap 
Скачать координаты как: KML

Евразийская плита

Африканская тарелка

Антарктическая плита

Южноамериканская плита

Североамериканская плита

Австралийская плита

Тарелка Наска

Тихоокеанская плита

За миллионы лет Тихоокеанская плита переместилась над горячей точкой Боуи , создав цепь подводных гор Кадьяк-Боуи в заливе Аляска.

Бывшие горячие точки

Смотрите также


Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки