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研究发现,火山热点相对缓慢

智利西部纳斯卡板块上的胡安-费尔南德斯链(由白色矩形勾勒)是由现在位于链的西端的一个热点形成的,当时纳斯卡向东北偏东移动,相对形成链的热点,包括亚历杭德罗-塞尔柯克和鲁滨逊-克鲁索群岛。白色箭头显示了纳斯卡板块相对于热点的运动方向,与全球板块相对于地球上所有热点的运动方向几乎无法区分(绿色箭头)。王承祖)

沿着夏威夷群岛的链条,就是要追溯一个火山热点的历史:在大岛上,火山活跃地喷出熔岩,创造新的土地,而在考艾岛的西北部,长时间的死火山已经被海水侵蚀和淹没。

科学家长期以来一直希望利用这些热点和它们留下的火山遗迹来追踪缓慢穿过地球表面的构造板块的运动。但有一个问题:热点本身会移动,最近的研究表明,它们移动的太多,无法用于此类跟踪。

一项在《地球物理研究快报》(Geophysical research Letters)期刊上详细介绍的新研究发现,它们移动的幅度很小。这意味着它们可以被用来了解几千万年来的板块运动,以及地球地幔的结构,地壳和地球液态外核之间的一层。[爆炸夏威夷的基拉韦厄火山喷发了30年]

“我们想知道为什么会有这些火山”以及它们“告诉我们地球内部深处正在发生的事情”,研究作者Richard Gordon,莱斯大学的地球物理学家,

热点是指从地幔犁深处到构造板块中央表面的热的、有浮力的岩石柱。它们的移动是因为地幔中的对流也推动了上面的板块(对流是在沸水中发生的相同过程)。

戈登和他的同事们开始通过使用一个新的数据集,仅仅通过观察过去4000万年左右的时间,来观察有多少热点移动,这些数据被认为是最可靠的时期。

他们将56个热点(按板块划分)的移动速率与全球平均值进行了比较。平均而言,它们每年移动约0.1英寸(3毫米),远低于其他研究发现的1.3英寸(33毫米)左右。(相比之下,太平洋板块相对热点每年移动3.9英寸或100毫米。)

我认为地幔柱侧向或横向移动的速度问题,关于彼此的关系一直是一个长期存在的问题,我认为这篇论文很好地证明了在这段时间里,我们拥有最好的数据……我们看不到太多的运动,”哈佛大学访问学者、地球物理学家杰森·摩根(Jason Morgan)没有参与这项研究,

热点的缓慢运动表明,它们可以用来追踪板块运动,羽流起源的地幔深处的物质可能比科学家先前认为的更粘稠,移动速度也更慢。

这项研究是否足以说服那些认为热点移动速度更快的人很快,我们将拭目以待,但戈登说,他希望这将有助于引导这个领域达成共识。

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