Hot spot på Hawaii? Ikke så hurtigt

Gennem analyse af vulkanske spor, Rice University geofysikere har konkluderet, at hot spots som dem, der dannede Hawaii-øerne, ikke bevæger sig så hurtigt som for nylig antaget.

Hot spots er områder, hvor magma skubber op fra den dybe jord for at danne vulkaner. Nye resultater fra geofysiker Richard Gordon og hans team bekræfter, at grupper af hot spots rundt om på kloden kan bruges til at bestemme, hvor hurtigt tektoniske plader bevæger sig.

Gordon, hovedforfatter Chengzu Wang og medforfatter Tuo Zhang udviklede en metode til at analysere den relative bevægelse af 56 hot spots grupperet efter tektoniske plader. De konkluderede, at hot-spot-grupperne bevæger sig langsomt nok til at blive brugt som en global referenceramme for, hvordan plader bevæger sig i forhold til den dybe kappe. Dette bekræftede, at metoden er nyttig til at se ikke kun nuværende pladebevægelse, men også pladebevægelse i den geologiske fortid.

Undersøgelsen vises i Geofysiske forskningsbreve .

Hot spots tilbyder et vindue ind i jordens dybder, da de markerer toppen af ​​kappefaner, der bærer varme, flydende sten fra dyb Jord til nær overfladen og producere vulkaner. Disse kappefaner blev engang anset for at være lige og stationære, men nylige resultater antydede, at de også kan skifte sideværts i den konvektive kappe over geologisk tid.

Det primære bevis på pladebevægelse i forhold til den dybe kappe kommer fra vulkansk aktivitet, der danner bjerge på land, øer i havet eller havbjerge, bjerglignende træk på havbunden. En vulkan dannes på en tektonisk plade over en kappefane. Når pladen bevæger sig, fanen føder en række vulkaner. En sådan serie er Hawaii-øerne og Emperor Seamount Chain; de yngste vulkaner bliver til øer, mens de ældre bliver under vand. Serien strækker sig over tusindvis af miles og blev dannet, da Stillehavspladen bevægede sig over en kappefane i 80 millioner år.

Rice-forskerne sammenlignede de observerede hot-spot-spor med deres beregnede globale hot-spot-tendenser og bestemte bevægelserne af hot-spots, der ville forklare de forskelle, de så. Deres metode viste, at de fleste hot-spot-grupper ser ud til at være faste, og at resten ser ud til at bevæge sig langsommere end forventet.

"Med et gennemsnit af bevægelserne af hot-spot-grupper for individuelle plader undgås fejltilpasninger i data på grund af støj, " sagde Gordon. "Resultaterne gjorde det muligt for os at sige, at disse hotspot-grupper, i forhold til andre hotspot-grupper, bevæger sig med omkring 4 millimeter eller mindre om året.

"Vi brugte en analysemetode, der er ny for hotspot-spor, " sagde han. "Heldigvis vi har nu et datasæt af hot-spot-spor, der er stort nok til, at vi kan anvende det."

For syv af de 10 plader, de analyserede med den nye metode, den gennemsnitlige målte hot-spot-bevægelse var i det væsentlige nul, som modvirkede resultater fra andre undersøgelser om, at pletter bevæger sig så meget som 33 millimeter om året. Tophastighed for de resterende hotspot-grupper - dem under Eurasien, Nubia og Nordamerika plader - var mellem 4 og 6 millimeter om året, men kunne være så små som 1 millimeter om året. Det er meget langsommere end de fleste plader bevæger sig i forhold til hot spots. For eksempel, Stillehavspladen bevæger sig i forhold til hot spots med omkring 100 millimeter om året.

Gordon sagde, at de interesserede i palæogeografi burde være i stand til at gøre brug af modellen. "Hvis hot spots ikke bevæger sig meget, de kan bruge dem til at studere forhistorisk geografi. Folk, der er interesserede i circum-Pacific tektonik, som hvordan det vestlige Nordamerika blev samlet, har brug for at kende historien om pladebevægelse.

"Andre, der vil være interesserede, er geodynamikere, " sagde han. "Bevægelserne af hot spots afspejler kappens adfærd. Hvis de varme punkter bevæger sig langsomt, det kan indikere, at kappens viskositet er højere end modeller, der forudsiger hurtig bevægelse."

"Modellere, især dem, der studerer kappekonvektion, skal have noget på Jordens overflade for at begrænse deres modeller, eller for at kontrollere, om deres modeller er korrekte, " sagde Wang. "Så kan de bruge deres modeller til at forudsige noget. Hot-spot motion er en af ​​de ting, der kan bruges til at teste deres modeller."