Hvordan vi sporede undervands vulkanske forfædre til Lord Howe Island

Lord Howe Island er et smukt og utroligt isoleret verdensarvssted cirka 600 km ud for New South Wales kyst, roset for sine unikke vulkanske landformer og endemiske arter.

I en undersøgelse offentliggjort i denne måned i Geological Magazine, vi spores den vulkanske herkomst til Lord Howe Island meget længere tilbage i tiden end tidligere muligt.

Geologer har længe kendt, at øen er en uddød vulkan, der sidst brød ud for omkring syv millioner år siden.

Først for nylig er det kommet frem, at øen er en del af en familie af vulkaner, skjult for vores udsyn ved det dybblå vand i Tasman- og koralhavet.

Alle ombord

Vores egen historie begynder i 2012, da vi tog afsted fra Cairns ombord på Australiens nationale forskningsfartøj, RV Southern Surveyor (på en af ​​sine sidste rejser, inden den blev pensioneret og erstattet af den nye RV Investigator).

Som en del af denne rejse, vi indsamlede de første stenprøver af lava fra en vulkansk sømount, 1, 000 km nordøst for Brisbane og 1, 500 km nord for Lord Howe Island. På grund af sin form kaldte vi det Horsehead Seamount.

Tilbage på land, vores analyse viste, at Horsehead -lavaer havde karakteristiske kemiske signaturer, der matcher dem, der findes på Lord Howe Island. Men de aldre, vi fik fra Horsehead -lavaerne, viste, at de brød ud for mellem 27 millioner og 28 millioner år siden, omkring 20 millioner år før de udbrud, der dannede Lord Howe Island.

Hvordan kunne Horsehead og Lord Howe vulkaner, så langt fra hinanden og i så forskellige aldre, være i familie med hinanden?

Tallerkener og hotspots

Svaret ligger i kombinationen af ​​to grundlæggende processer, der former vores planet:pladetektonik og konvektiv bevægelse af Jordens kappe.

Jordens tektoniske plader bevæger sig langsomt hen over planetens overflade med hastigheder på 1 cm til 10 cm om året. I mellemtiden, varmt (mere end 1, 400 ℃), fingerlignende fjer af smeltet materiale forbliver forankret dybt i Jordens kappe. Disse hotspots forbliver nogenlunde faste på de samme breddegrader og længdegrader.

Når disse stigende fjerninger når overfladen, producerer de karakteristiske lavaer, der bryder ud som hotspot -vulkaner. Når tektoniske plader bevæger sig over stigende fjer, der dannes kæder af vulkaner, der sporer pladernes bevægelse hen over fjorden.

Denne proces dannede den undersøiske hawaiiansk-kejser af vulkaner i det centrale Stillehav, der er så synlig på kort (se nedenfor), og som udbrød spektakulært sidste år.

Australien på farten

Denne globale tektoniske og kappeaktivitet hjælper os med at forstå forholdet mellem Horsehead Seamount og Lord Howe Island.

For omkring 28 millioner år siden lå hele den australske tektoniske plade og Horsehead Seamount faktisk omkring 1, 600 km længere sydpå - lige oven på den faste hotspot -plume, der frembragte den vulkanske sømount. Da den australske plade bevægede sig nordpå, vulkanen bevægede sig ud af pluden og stoppede med at bryde ud.

Et par millioner år senere, processen med at bygge en vulkan startede forfra på en frisk del af den australske plade. Over titusinder af millioner år brændte hotspot en række vulkaner ned på den australske plade, danner en nord-syd sti. Lord Howe Island er en af ​​de yngste vulkaner i denne såkaldte Lord Howe Seamount Chain.

Vi vurderer, at det samlede volumen af ​​lava brød ud langs 1, 500 km lang Lord Howe Seamount Chain er 320, 000 km ³ , nok til at dække hele Victoria med et lag mere end 1 km tykt.

Lord Howe Seamount Chain er ikke det eneste spor efter hotspot -vulkaner, der har sat sine spor på den australske plade på denne måde. Et andet spor af sømounts løber gennem Tasmanhavet mod vest, og tidligere arbejde med at bestemme deres alder viser, at de også registrerer den nordlige bevægelse i Australien, over et andet hotspot.

Et andet spor af vulkanisme løber gennem Australien selv, fra Cape Hillsborough på den centrale Queensland kyst til Cosgrove i Victoria, og er den længste kontinentale hotspotkæde i verden, men det er sværere at få øje på.

Magmaen skal prøve meget hårdere for at bryde igennem den tykke australske skorpe, og når det er gjort er vulkanerne hurtigt eroderet væk. Derimod, havbundens vulkaner giver en relativt uberørt oversigt over begivenheder, der skete for ti eller nogle gange hundreder af millioner af år siden.

Andre øer at opdage og 'opdage'

De hotspots, der skabte sømounts -stierne i Tasmanhavet, er sandsynligvis stadig til stede. Ved at rekonstruere pladebevægelser, vi kan foretage et groft skøn over, hvor de næste vulkaner kan dannes, og også hvor de ikke vil.

På den sidste etape af vores rejse tilbage til Brisbane, vi passerede en anden formodet ø, der dukkede op på nogle kort, men hvis geologiske oprindelse var forblevet undvigende.

Mysteriet tog en anden drejning, da vi fandt ud af, at øen ikke eksisterede - vi havde "uopdaget" den - en historie, der fangede offentlighedens opmærksomhed.

Betryggende for dem, der har reserveret deres ferie, Lord Howe Island eksisterer stadig. Nu kan vi være sikre på ikke kun, at den stadig er der, men også hvordan det kom til at være i første omgang.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.