Движение тектонических плит над вулканической горячей точкой обычно приводит к узкой цепи подводных гор, таких как гавайско-императорская подводная тропа. Эта трасса для горячих точек питается глубоким мантийным плюмом, который, по мнению ученых, дрейфует на 15 градусов на юг в течение миллионов лет из-за тихоокеанского «мантийного ветра».
Но новое исследование, в котором анализируется точка доступа в Луисвилле в южной части Тихого океана, обнаруживает очень небольшой дрейф его мантийного плюма, предполагая, что он движется независимо от своего гавайского коллеги, а не как часть крупномасштабного мантийного ветра.
Результаты исследования, которое было профинансировано Национальным научным фондом через Международную программу бурения океана, были опубликованы сегодня в Nature Geoscience.
«Это только вторая важная система« горячих точек », которая была полностью проанализирована, и она, наконец, дает нам кое-что, чтобы сравнить с гавайской точкой доступа», – сказал Энтони Копперс, морской геолог Университета штата Орегон и ведущий автор исследования. «Похоже, что нет глобального мантийного ветра, а это означает, что вся тихоокеанская мантия не движется синхронно».
«Земля – уникальная планета из-за своей тектоники плит, и мы многое еще не понимаем о динамических процессах, происходящих в ее глубоком внутреннем пространстве», – добавил Копперс, адъюнкт-профессор Колледжа Земли, океанов и атмосферных наук ОГУ. «Мы только начинаем документировать, как образовались некоторые из этих крупных вулканических цепей, и как их источники мантии перемещались в геологическое время».
В 2003 году исследование Роберта Дункана из ОГУ и Джона Тардуно из Университета Рочестера привело к выводу, что Гавайские острова дрейфовали от 1600 до 1800 километров с севера на юг – в направлении и со скоростью, не соответствующей движению тектоническая плита. Большая часть дрейфа произошла от 50 миллионов до 80 миллионов лет назад. Они приписывали его мантийному ветру или влиянию близлежащего центра распространения океана, который может захватывать шлейф и отвлекать его от его пути.
По словам Копперса, ученым понадобилось почти десять лет, чтобы проанализировать вторую вулканическую точку доступа, поскольку логистика такого исследования сложна. Чтобы проанализировать и определить дату вулканов, исследователям пришлось просверлить до 1400 метров твердой подвальной скалы, расположенной на 1-2 километрах под поверхностью Тихого океана в южном полушарии.
«Это было, – сказал Копперс, – рекорд для Комплексной программы бурения океана».
То, что обнаружили исследователи, было то, что точка зрения Луисвилля от 50 миллионов до 70 миллионов лет назад очень мало отличалась от первоначального местоположения – возможно, всего на 3 градуса с севера на юг. Причина, по мнению Копперса, заключается в том, что рядом с центром распространения Луисвилля не было смежных центров распространения в середине океана, чтобы вытащить его мантийный шлейф.
Копперс специализируется на изучении того, как движется внутренняя Земля. Он смог определить возраст вулканов, взглянув на изотопные отношения аргона газа, захваченного в горных породах. Он и его коллеги обнаружили, что цепи Луисвилля и Гавайских островов образовали новые вулканы от одного миллиона до трех миллионов лет.
«Интересно, что через какое-то время мантийный ветер более или менее исчез для Гавайских островов», – сказал Копперс. «Большая часть дрейфа имела место в течение первых 30 миллионов лет, тогда похоже, что горячая точка двинулась достаточно далеко от центра распространения, чтобы потерять это влияние. Когда мы смотрели на движение в Луисвилле за последние 50 миллионов лет, он кажется очень похожим на движение Гавайев за тот же период ».
Копперс сказал, что исследователи надеются продолжить изучение вулканической цепи Уолвиса-Риджа в Атлантическом океане у Южной Африки – еще один долгоживущий маршрут на подводной лодке, но в другом океане.
«Это фундаментальное, но важное исследование, потому что становится очевидным, что ни одна теория не объясняет образование всех 125 000 или около того подводных гор», – сказал Копперс.