Hvilke beviser kan bekræfte eksistensen af ​​mantelplume?

Eksistensen af ​​mantelplume er et varmt diskuteret emne i geologi, men der er et voksende bevismateriale, der støtter deres eksistens. Her er nogle vigtige bevismateriale:

Geofysisk bevis:

* seismisk tomografi: Denne teknik bruger seismiske bølger fra jordskælv til at kortlægge strukturen i jordens indre. Det har afsløret store zoner med lav hastighed (LVZ'er) i mantelen, der fortolkes som regioner af varmere, mindre tæt materiale. Disse LVZ'er strækker sig ofte fra kerne-mantelgrænsen til overfladen og er i overensstemmelse med den forudsagte sti for en mantelplume.

* tyngdekraftsanomalier: Mantelpletter forventes at have en lavere densitet end den omgivende mantel, hvilket skaber en negativ tyngdekraftsanomali. Dette er blevet observeret over nogle hotspots og er i overensstemmelse med tilstedeværelsen af ​​en stigende plume.

* Geoid Heights: Geoid er en overflade af lige gravitationspotentiale, og det er påvirket af densitetsvariationer i jordens indre. Forhøjede geoidhøjder kan være forbundet med mantelplume, hvilket indikerer en stor masseanomali.

Geologisk bevis:

* hotspots: Dette er vulkanske regioner, der er placeret langt fra pladegrænser og menes at være drevet af mantelpletter. Hotspots er kendetegnet ved:

* omfattende oversvømmelsesbasalter: Store udstrømninger af basaltisk lava, ligesom dem, der findes i Deccan -fælderne i Indien eller Columbia -floden basalter i USA.

* Volcaniske kæder: En kæde af vulkaner, der dannes, når den tektoniske plade bevæger sig over en stationær plume, ligesom den hawaiianske kæden.

* oceaniske plateauer: Store, forhøjede regioner på havbunden, som kan dannes ved omfattende vulkansk aktivitet forbundet med mantelplume.

* oceaniske øer: Mange oceaniske øer menes at være dannet af vulkansk aktivitet relateret til mantelplume.

* kimberlite rør: Dette er vulkanske åbninger, der bringer dybt siddende klipper fra mantlen til overfladen. Kimberlitter er ofte forbundet med mantelplume og giver et direkte vindue ind i mantelen.

Geokemisk bevis:

* isotopforhold: Den kemiske sammensætning af vulkanske klipper kan bruges til at spore magmaens oprindelse. Klipper brød ud af hotspots har ofte forskellige isotopforhold sammenlignet med klipper, der blev udbrudt ved mid-ocean-rygge eller subduktionszoner, hvilket antyder, at de stammer fra en anden kilde, såsom en mantelplume.

* sporelementunderskrifter: Sporelementer, som helium og strontium, kan også bruges til at identificere kilden til magma. Vulkaner med hotspot har ofte specifikke sporelementunderskrifter, der er i overensstemmelse med en dyb manteloprindelse.

Udfordringer og begrænsninger:

Mens der er et voksende bevismateriale for mantelplume, er der også udfordringer og begrænsninger:

* Direkte observation: Mantelplume er placeret dybt inde i jorden og er vanskelige at direkte observere. De fleste beviser kommer fra indirekte observationer og fortolkninger.

* alternative forklaringer: Nogle fænomener, der tidligere blev tilskrevet mantelplume, såsom hotspots, kunne også forklares med andre processer, såsom subduktionsrelateret magmatisme eller skorpedeformation.

* kompleksitet af mantelen: Jordens mantel er et komplekst system, og der kan være flere faktorer, der bidrager til dannelsen af ​​hotspots og andre vulkanske fænomener.

Konklusion:

Mens der ikke er et enkelt definitivt bevismateriale, antyder det kombinerede bevis fra geofysiske, geologiske og geokemiske undersøgelser kraftigt eksistensen af ​​mantelplume. Fortsat forskning og fremskridt inden for teknologi er afgørende for yderligere at forstå arten og rolleen af ​​disse gådefulde træk inden for jordens mantel.