Проанализировав вулканические следы, геофизики из Университета Райса пришли к выводу, что горячие точки, подобные тем, которые сформировали Гавайские острова, движутся не так быстро, как считалось недавно.
Горячие точки - это области, где магма выталкивается из недр Земли, образуя вулканы. Новые результаты геофизика Ричарда Гордона и его команды подтверждают, что группы горячих точек по всему миру можно использовать для определения скорости движения тектонических плит.
Гордон, ведущий автор Чэнцзу Ван и соавтор Туо Чжан разработали метод анализа относительного движения 56 горячих точек, сгруппированных по тектоническим плитам. Они пришли к выводу, что группы горячих точек движутся достаточно медленно, чтобы их можно было использовать в качестве глобальной системы отсчета движения плит относительно глубокой мантии. Это подтвердило, что метод полезен для просмотра не только текущего движения плит, но и движения плит в геологическом прошлом.
Горячие точки открывают окно в глубины Земли, поскольку они отмечают вершины мантийных шлейфов, которые переносят горячие плавучие породы из недр Земли к поверхности и порождают вулканы. Когда-то считалось, что эти мантийные плюмы прямые и стационарные, но недавние результаты показали, что они также могут смещаться в поперечном направлении в конвективной мантии в течение геологического времени..
Основное свидетельство движения плит относительно глубокой мантии связано с вулканической активностью, которая формирует горы на суше, острова в океане или подводные горы, горообразные образования на дне океана. Вулкан формируется на тектонической плите над мантийным плюмом. По мере движения плиты шлейф порождает серию вулканов. Одна из таких серий - Гавайские острова и Цепь подводных гор Императора; самые молодые вулканы становятся островами, а старые погружаются под воду. Серия простирается на тысячи миль и образовалась, когда Тихоокеанская плита перемещалась по мантийному шлейфу в течение 80 миллионов лет.
Исследователи из Райса сравнили наблюдаемые траектории горячих точек с рассчитанными ими глобальными трендами горячих точек и определили движения горячих точек, которые объясняют наблюдаемые ими различия. Их метод показал, что большинство групп горячих точек кажутся фиксированными, а остальные движутся медленнее, чем ожидалось.
«Усреднение движений групп горячих точек для отдельных пластин позволяет избежать несоответствия данных из-за шума», - сказал Гордон. «Результаты позволили нам сказать, что эти группы горячих точек по сравнению с другими группами горячих точек перемещаются примерно на 4 миллиметра или меньше в год.
«Мы использовали метод анализа, который является новым для треков горячих точек», - сказал он. «К счастью, теперь у нас есть достаточно большой набор данных о треках горячих точек, чтобы мы могли его применить».
Для семи из 10 пластин, которые они проанализировали с помощью нового метода, среднее измеренное движение горячих точек было практически нулевым, что противоречило результатам других исследований о том, что пятна перемещаются на целых 33 миллиметра в год. Максимальная скорость для оставшихся групп горячих точек - под плитами Евразии, Нубии и Северной Америки - составляла от 4 до 6 миллиметров в год, но могла достигать и 1 миллиметра в год. Это намного медленнее, чем движение большинства плит относительно горячих точек. Например, Тихоокеанская плита перемещается относительно горячих точек примерно на 100 миллиметров в год.
Гордон сказал, что те, кто интересуется палеогеографией, должны иметь возможность использовать эту модель. «Если горячие точки не сильно двигаются, они могут использовать их для изучения доисторической географии. Людям, интересующимся тектоникой вокруг Тихого океана, например, тем, как образовалась западная часть Северной Америки, необходимо знать историю движения плит.
«Другие, кого это может заинтересовать, - это геодинамики», - сказал он. «Движения горячих точек отражают поведение мантии. Если горячие точки движутся медленно, это может указывать на то, что вязкость мантии выше, чем в моделях, предсказывающих быстрое движение».
«Моделисты, особенно те, кто изучает мантийную конвекцию, должны иметь что-то на поверхности Земли, чтобы ограничивать их модели или проверять правильность их моделей», - сказал Ван.«Тогда они могут использовать свои модели, чтобы что-то предсказывать. Движение горячих точек - это одна из вещей, которые можно использовать для проверки их моделей».