Hotspot (geologie) - Hotspot (geology)

Schéma ukazující průřez Zemí litosféra (žlutě) s magma stoupající z plášť (v červené). Dolní diagram ilustruje stopu hotspotu způsobenou jejich relativním pohybem.

v geologie, místa známá jako aktivní body nebo horká místa jsou sopečný regiony, o nichž se předpokládá, že jsou napájeny základními plášť to je ve srovnání s okolním pláštěm neobvykle horké.[Citace je zapotřebí ] Mezi příklady patří Havaj, Island a Hotspoty Yellowstone. Poloha hotspotu na povrchu Země je nezávislá na hranice tektonických desek a tak hotspoty mohou vytvářet řetěz sopek, jak se desky pohybují nad nimi.

Existují dvě hypotézy, které se pokoušejí vysvětlit jejich původ. Jeden naznačuje, že hotspoty jsou způsobeny plášťové chocholy které stoupají jako tepelné diapiry od hranice jádra – pláště.[1] Druhou hypotézou je, že zdroj pláště pod hotspotem není neobvykle horký, spíše je výše uvedená kůra neobvykle slabá nebo tenká, takže litosférické prodloužení umožňuje pasivní stoupání taveniny z mělkých hloubek.[2][3]

Původ

Schematický diagram ukazující fyzikální procesy uvnitř Země, které vedou ke generování magmatu. Částečné tavení začíná nad bodem tavení.

Počátky konceptu hotspotů spočívají v práci J. Tuzo Wilson, který v roce 1963 předpokládal, že vznik Havajské ostrovy vyplýval z pomalého pohybu a tektonická deska přes horkou oblast pod povrchem.[4] Později se předpokládalo, že hotspoty jsou napájeny úzkými proudy horký plášť stoupající ze Země hranice jádro-plášť ve struktuře zvané a plášťový oblak.[5] To, zda takové chocholy plášťů existují, je předmětem velké polemiky ve vědě o Zemi.[3][6] Odhady počtu hotspotů, o nichž se předpokládá, že budou napájeny oblaky plášťů, se v průběhu let pohybovaly od přibližně 20 do několika tisíc, přičemž většina geologů uvažovala o existenci několika desítek. Havaj, Shledání, Yellowstone, Galapágy, a Island jsou některé z nejaktivnějších vulkanických oblastí, na které se hypotéza vztahuje.

Složení

Většina sopek hotspotů je čedičový (např., Havaj, Tahiti ). Ve výsledku jsou méně výbušné než subdukční zóna sopky, ve kterých je voda zachycena pod převažující deskou. Kde se vyskytují aktivní body kontinentální regiony, čedičový magma stoupá kontinentální kůrou, která se taví a tvoří ryolity. Tyto ryolity může vytvářet násilné erupce.[7][8] Například Yellowstonská kaldera byl vytvořen některými z nejsilnějších sopečných výbuchů v geologické historii. Když však rhyolit zcela vybuchne, může následovat erupce čedičového magmatu stoupající stejnými litosférickými prasklinami (praskliny v litosféře). Příkladem této činnosti je Pohoří Ilgachuz v Britské Kolumbii, který byl vytvořen ranou komplexní sérií trachyt a ryolit erupce a pozdní vytlačování sekvence čedičových lávových proudů.[9]

Hypotéza hotspotu je nyní úzce spjata s plášťový oblak hypotéza.[10]

Kontrast s oblouky ostrova subdukční zóny

Sopky hotspotů se považují za zásadně odlišné ostrovní oblouk sopky. Druhá forma skončila subdukce zóny, na konvergujících hranicích desek. Když se jedna oceánská deska setká s druhou, je hustší deska tlačena dolů do hlubokého oceánského příkopu. Tato deska, když je subdukována, uvolňuje vodu do základny desky, která je na koni, a tato voda se mísí s horninou, což mění její složení, což způsobuje roztavení a vzestup horniny. To je to, co pohání řetězec sopek, jako je Aleutské ostrovy, blízko Aljaška.

Sopečné řetězce hotspotů

Po miliony let Pacifická deska se přesunul přes Havajský hotspot, vytváření stezka podmořských hor které se táhnou přes Pacifik
Kilauea je nejaktivnější štítová sopka na světě. Sopka vybuchla nepřetržitě od roku 1983 do roku 2018 a je součástí Havajsko-císařský podmořský řetěz.
Mauna Loa je velká štítová sopka. Své poslední erupce byla v roce 1984 a je součástí Havajsko-císařský podmořský řetěz.
Bowie Seamount je spící podmořská sopka a je součástí Řetěz Kodiak-Bowie Seamount.
Axiální podmořská hora je nejmladší podmořská hora v Řetěz Cobb – Eickelberg Seamount. Jeho poslední erupce byla dne 6. dubna 2011.[11]
Mauna Kea je nejvyšší sopka v Havajsko-císařský podmořský řetěz. Je to spící a má škvárové šišky rostoucí na sopce.
Hualalai je masivní štítová sopka v Havajsko-císařský podmořský řetěz. Jeho poslední erupce byla v roce 1801.

Kloub plášťový oblak / hotspotová hypotéza předpokládá, že struktury podavače budou vzájemně fixovány, s kontinenty a mořské dno unášení nad hlavou. Hypotéza tedy předpovídá, že na povrchu jsou vyvinuty časově progresivní řetězce sopek. Příklady jsou Yellowstone, který leží na konci řetězce vyhynulých kalder, které na západ postupně stárnou. Dalším příkladem je havajské souostroví, kde ostrovy postupně stárnou a hlouběji erodují na severozápad.

Geologové se pokusili použít hotspotové vulkanické řetězce ke sledování pohybu tektonických desek Země. Tuto snahu trápilo nedostatek velmi dlouhých řetězců, skutečnost, že mnohé z nich nejsou časově progresivní (např. Galapágy ) a tím, že se zdá, že aktivní body nejsou vzájemně fixovány (např. Havaj a Island ).[12]

V roce 2020 Wei et al. použitý seismická tomografie detekovat oceánskou náhorní plošinu, vytvořenou asi před 100 miliony let hypotézou vedenou oblakovou hlavou řetězu podmořské hory Hawaii-Emperor, nyní tlumený do hloubky 800 km pod východní Sibiř.[13]

Postulované sopkové řetězy hotspotů

Příklad umístění oblaku pláště navrhovaný jednou nedávnou skupinou.[14] Obrázek od Foulgera (2010).[3]

Seznam vulkanických oblastí předpokládaných jako hotspoty

Rozdělení aktivních míst v seznamu vlevo s čísly odpovídajícími číslům v seznamu. Hotspot Afar (29) je ztracený.
Mapujte všechny souřadnice pomocí: OpenStreetMap  
Stáhnout souřadnice jako: KML  · GPX

Euroasijská deska

Africký talíř

Antarktická deska

Jihoamerický talíř

Severoamerický talíř

Indo-australský talíř

Nazca Plate

Pacifická deska

Po miliony let se Pacifická deska přesunula přes Hotspot Bowie, vytvoření Řetěz Kodiak-Bowie Seamount v Aljašský záliv

Bývalí hotspoty

Viz také

Reference

  1. ^ A b W. J. Morgan (5. března 1971). „Konvekční chocholy ve spodním plášti“. Příroda. 230 (5288): 42–43. Bibcode:1971Natur.230 ... 42M. doi:10.1038 / 230042a0. S2CID  4145715.
  2. ^ „Existují chocholy?“. Citováno 25. dubna 2010.
  3. ^ A b C Foulger, G.R. (2010). Desky vs. pera: Geologická kontroverze. Wiley-Blackwell. ISBN  978-1-4051-6148-0.
  4. ^ Wilson, J. Tuzo (1963). „Možný původ Havajských ostrovů“ (PDF). Kanadský žurnál fyziky. 41 (6): 863–870. Bibcode:1963CaJPh..41..863W. doi:10.1139 / p63-094.
  5. ^ „Hotspoty: plášťové tepelné oblaky“. Geologický průzkum Spojených států. 5. května 1999. Citováno 15. května 2008.
  6. ^ Wright, Laura (listopad 2000). „Vnitřek Země: Zvyšování horkých míst“. Geotimes. Americký geologický institut. Citováno 15. června 2008.
  7. ^ Donald Hyndman; David Hyndman (1. ledna 2016). Přírodní rizika a katastrofy. Cengage Learning. str. 44–. ISBN  978-1-305-88818-0.
  8. ^ Wolfgang Frisch; Martin Meschede; Ronald C. Blakey (2. listopadu 2010). Plate Tectonics: Continental Drift and Mountain Building. Springer Science & Business Media. str. 87–. ISBN  978-3-540-76504-2.
  9. ^ Holbek, Peter (listopad 1983). „Zpráva o předběžné geologii a geochemii skupiny Ilga Claim Group“ (PDF). Citováno 15. června 2008. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  10. ^ Mainak Choudhuri; Michal Nemčok (22. srpna 2016). Plášťové chocholy a jejich účinky. Springer. str. 18–. ISBN  978-3-319-44239-6.
  11. ^ „Axial Seamount“. Program interakcí Země-oceán PMEL. NOAA. Citováno 23. září 2014.
  12. ^ „Co to sakra je Havaj?“. Citováno 7. ledna 2011.
  13. ^ Wei, Songqiao Shawn; Shearer, Peter M .; Lithgow-Bertelloni, Carolina; Stixrude, Lars; Tian, ​​Dongdong (20. listopadu 2020). „Oceánská náhorní plošina havajského plášťového oblaku vedená do nejvyššího spodního pláště“. Věda. 370 (6519): 983–987. doi:10.1126 / science.abd0312. ISSN  0036-8075.
  14. ^ Courtillot, V .; Davaillie, A .; Besse, J .; Stock, J. (2003). „Tři odlišné typy hotspotů v zemském plášti“. Planeta Země. Sci. Lett. 205 (3–4): 295–308. Bibcode:2003E & PSL.205..295C. CiteSeerX  10.1.1.693.6042. doi:10.1016 / S0012-821X (02) 01048-8.
  15. ^ E. V. Verzhbitsky (2003). „Geotermální režim a geneze hřebenů Devadesáti východů a Chagos-Laccadive“. Žurnál geodynamiky. 35 (3): 289. Bibcode:2003JGeo ... 35..289V. doi:10.1016 / S0264-3707 (02) 00068-6.
  16. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s t u proti w X y z aa ab ac inzerát ae af ag ah ai aj ak al dopoledne an ao ap vod ar tak jako na au av aw sekera ano az ba bb před naším letopočtem bd být bf bg bh bi W. J. Morgan a J. P. Morgan. „Rychlost desek v referenčním rámci hotspotu: elektronický doplněk“ (PDF). Citováno 6. listopadu 2011.
  17. ^ Nielsen, Søren B .; Stephenson, Randell; Thomsen, Erik (13. prosince 2007). „Dopis: Dynamika středopaleocénového severoatlantického riftingu spojená s evropskými deformacemi uvnitř destiček“. Příroda. 450 (7172): 1071–1074. Bibcode:2007 Natur.450.1071N. doi:10.1038 / nature06379. PMID  18075591. S2CID  4428980.
  18. ^ O'Neill, C .; Müller, R. D .; Steinberger, B. (2003). „Revidované indické rotace desek na základě pohybu hotspotů v Indickém oceánu“ (PDF). Dopisy o Zemi a planetách. 215 (1–2): 151–168. Bibcode:2003E & PSL.215..151O. CiteSeerX  10.1.1.716.4910. doi:10.1016 / S0012-821X (03) 00368-6. Archivovány od originál (PDF) dne 26. července 2011.
  19. ^ O'Connor, J. M .; le Roex, A. P. (1992). „South Atlantic hot spot-perume systems. 1: Distribution of vulcanism in time and space“. Dopisy o Zemi a planetách. 113 (3): 343–364. Bibcode:1992E a PSL.113..343O. doi:10.1016 / 0012-821X (92) 90138-L.
  20. ^ Smith, Robert B .; Jordan, Michael; Steinberger, Bernhard; Puskas, Christine M .; Farrell, Jamie; Waite, Gregory P .; Husen, Stephan; Chang, Wu-Lung; O'Connell, Richard (20. listopadu 2009). „Geodynamika hotspotu Yellowstone a oblaku pláště: Seismické a GPS zobrazování, kinematika a proudění pláště“ (PDF). Journal of Volcanology and Geothermal Research. 188 (1–3): 26–56. Bibcode:2009JVGR..188 ... 26S. doi:10.1016 / j.jvolgeores.2009.08.020.
  21. ^ "Katalog kanadských sopek - sopečný pás Anahim". Přírodní zdroje Kanada. Geologická služba Kanady. Archivovány od originál dne 16. července 2011. Citováno 14. června 2008.

Další čtení

externí odkazy