WikiDer > Горячая точка Галапагосских островов

Galápagos hotspot
Горячая точка Галапагосских островов
Galapagos Bathymetric.jpg
Галапагосская батиметрия, Уильям Чедвик, Орегонский университет
СтранаЭквадор
ТерриторияГалапагосские острова
Область, крайТихий океан
Координаты0 ° 22' ю.ш. 91 ° 33'з.д. / 0,37 ° ю.ш.91,55 ° з. / -0.37; -91.55Координаты: 0 ° 22' ю.ш. 91 ° 33'з.д. / 0,37 ° ю.ш.91,55 ° з. / -0.37; -91.55

В Горячая точка Галапагосских островов это вулканический горячая точка на востоке Тихий океан отвечает за создание Галапагосские острова а также три основные системы асейсмических гребней, Карнеги, Кокосовые острова и Мальпело, которые находятся на двух тектонических плитах. Точка доступа находится рядом с Экватор на Плита Наска недалеко от границы расходящейся пластины с Кокосовая тарелка. Тектоническая обстановка очага осложняется Тройной перекресток Галапагосских островов тарелок Наска и Кокос с Тихоокеанская плита. Движение плит по горячей точке определяется не только распространением вдоль хребта, но и относительным движением между Тихоокеанской плитой и плитами Кокосовые острова и Наска.

Возраст горячей точки, как полагают, превышает 20 миллионов лет, и за это время произошло взаимодействие между горячей точкой, обеими этими плитами, и расходящейся границей плит в Галапагосском центре распространения. Лавы из горячих точек не обладают однородной природой многих горячих точек; вместо этого есть свидетельства наличия четырех крупных водохранилищ, питающих очаг. Они смешиваются в разной степени в разных частях архипелага, а также в пределах Галапагосского центра распространения.

Теория горячих точек

Основная статья: Горячая точка (геология)
Горячая точка Галапагосских островов отмечена на карте цифрой 10.

В 1963 году канадский геофизик Дж. Тузо Уилсон предложил теорию «горячих точек», чтобы объяснить, почему, хотя большинство землетрясений и вулканической активности происходит на границах плит, некоторые происходят далеко от границ плит. Теория утверждала, что небольшие, длительные, исключительно «горячие» области магмы расположены под определенными точками на Земле. Эти места, получившие название «горячие точки», обеспечивают локальные системы тепла и энергии (термальные шлейфы), которые поддерживают длительную вулканическую активность на поверхности. Этот вулканизм накапливается подводные горы которые в конечном итоге поднимаются над океанским течением, образуя вулканические острова. По мере того, как острова медленно удаляются от очага, за счет движения скользящих плит, как описано в теории тектоника плит, подача магмы прекращается, и вулкан переходит в спящий режим. Между тем, процесс повторяется снова и снова, на этот раз образуя новый остров, и продолжается до тех пор, пока горячая точка не рухнет. Теория была разработана, чтобы объяснить Гавайско-Императорская цепь подводных гор, где исторические острова можно было проследить к северо-западу в направлении движения Тихоокеанской плиты. Ранняя теория помещала эти постоянные источники тепла для шлейфов глубоко внутри Земли; однако недавние исследования заставили ученых поверить в то, что горячие точки на самом деле динамичны и могут перемещаться самостоятельно.[1][2]

Тектоническая обстановка

Горячая точка Галапагосских островов имеет очень сложную тектоническую обстановку. Он расположен очень близко к гребню распространения между Кокосы и Наска тарелки; горячая точка взаимодействует с обеими плитами и спрединговым гребнем за последние двадцать миллионов лет, поскольку относительное расположение горячей точки по отношению к плитам менялось. Основываясь на аналогичных градиентах сейсмических скоростей лав хребтов Карнеги, Кокос и Мальпелос, есть свидетельства того, что активность горячей точки была результатом одного длительного плавления мантии, а не нескольких периодов активности и покоя.[3]

На Гавайях данные свидетельствуют о том, что у каждого вулкана есть определенный период активности, поскольку горячая точка перемещается под эту часть Тихоокеанской плиты, прежде чем стать бездействующей, а затем потухнет и исчезнет под океаном. Похоже, что это не так на Галапагосских островах, вместо этого есть свидетельства одновременного вулканизма на обширной территории.[4] Почти все Галапагосские острова демонстрируют вулканизм в недавнем геологическом прошлом, а не только в том месте, где сейчас находится горячая точка Фернандина.[5] В приведенном ниже списке указаны даты последнего извержения вулканов Галапагосских островов, упорядоченные с запада на восток.

ИмяПоследнее извержение
Остров ДарвинаВымерший
Фернандина2017
Эквадор (вулкан)1150
Остров волкаВымерший
Рока РедондаНеизвестный
Серро Асуль2008
Волк (вулкан)2015
Дарвин (вулкан)1813
Альседо1993
Сьерра-Негра2018
Остров Сантьяго1906
Остров Пинта1928
Остров Марчена1991
Остров Санта-КрусНеизвестный
Остров ФлореанаВымерший
Genovesa IslandНеизвестный
Остров Сан-КристобальНеизвестный

Движение плит Наска и Кокос отслеживалось. Плита Наска движется под углом 90 градусов со скоростью 58 ± 2 км за миллион лет. Кокосовая плита перемещается на 41 градус со скоростью 83 ± 3 км за миллион лет.[3] Местоположение горячей точки с течением времени зафиксировано на океанической плите как хребты Карнеги и Кокос.

Хребет Карнеги находится на плите Наски, его длина составляет 600 км (373 мили), а ширина - до 300 км (186 миль). Он ориентирован параллельно движению плит, а его восточному концу примерно 20 миллионов лет. На гребне 86 градусов западной долготы есть выступающая седловина, где высота падает намного ближе к окружающему дну океана. Когда-то считалось, что хребет Мальпело, длина которого составляет 300 км (186 миль), является частью хребта Карнеги.[6]

Кокосовый хребет - это объект длиной 1000 км, расположенный на Кокосовой плите и ориентированный параллельно движению плит от трансформного разлома 91 градус к западу от Галапагосского центра распространения к побережью Панамы. Северо-восточная оконечность хребта датируется примерно 13–14,5 миллионов лет назад.[6] Тем не мение, Кокосовые острова на северной оконечности хребта всего 2 миллиона лет, поэтому он был создан в то время, когда хребет отошел от очага.[7] Присутствие ярко выраженного осадочного перерыва в отложениях на Кокосовом хребте указывает на то, что Кокосовый хребет, вероятно, был выгнут после его первоначальной неглубокой субдукции вдоль Среднеамериканского желоба.[8]

Текущая модель взаимодействия горячей точки и центра распространения между плитами Кокос и Наска пытается объяснить хребты на обеих плитах; раскол между хребтами Карнеги и Мальпело и последующая вулканическая активность вдали от горячей точки. За последние 20 миллионов лет произошло восемь основных фаз.[6]

  1. 19,5 миллионов лет - 14,5 миллионов лет назад: горячая точка была расположена на плите Наска, образуя объединенный хребет Карнеги и Мальпело. Тип извергнутой лавы представлял собой смесь шлейфа и истощенного верхняя мантия, подобный типу лавы, обнаруженной в настоящее время на центральных Галапагосских островах.
  2. От 14,5 миллионов до 12,5 миллионов лет назад: Галапагосский центр распространения переместился на юг, и хребет перекрыл южную окраину очага. На плиту Наски извергается меньше материала, в результате чего на хребте Карнеги образовалось седло. Движение места расположения Галапагосского центра распространения начинает отделять хребет Мальпело от хребта Карнеги. Большая часть лавы горячих точек создается на плите Кокос, что приводит к образованию Кокосового хребта. Образовавшиеся здесь лавы подобны типам, извергавшимся на западных щитовых вулканах Галапагосских островов, которые преимущественно являются плюмовыми.
  3. От 12 миллионов лет до 11 миллионов лет: горячая точка Галапагосских островов находится под Галапагосским центром распространения. Лавы плюмового типа сейчас изобилуют на Кокосовом хребте.
  4. 9,5 миллиона лет назад: разрыв между хребтами Карнеги и Мальпело заканчивается.
  5. От 5,2 миллиона лет назад до 3,5 миллиона лет назад: у Галапагосского центра распространения произошел еще один прыжок с гребня, движущийся к северу с плюмом, извергающимся теперь на плите Наска, аналогично нынешней ориентации.
  6. 3,5–2 миллиона лет назад: к северу от Галапагосского центра распространения образуется недолговечный центр распространения с востока на запад. Этот новый рифт терпит неудачу, но приводит к вулканической активности после заброшенной территории и последующему формированию острова Кокос и окружающих подводных гор. Вокруг горячей точки преобладают лавы с шлейфом.
  7. 2,6 миллиона лет назад: к северу от горячей точки Галапагосов произошел крупный трансформационный разлом. Это приводит к широко распространенному вулканизму на северных Галапагосских островах вдоль линеамента Волка Дарвина и вокруг него. Genovesa Island.[9]
  8. Настоящее время: горячая точка Галапагосских островов находится к югу от центра распространения и имеет геохимическую зональность плюма.

Химическая структура лав Галапагосских островов

Анализ радиоактивных изотопов лав на островах Галапагосского архипелага и на хребте Карнеги показывает, что есть четыре основных резервуара магмы, которые смешиваются в различных комбинациях, образуя вулканическую провинцию.[5][10]

К четырем типам относятся: СЛИВА - это магма, связанная с самим шлейфом и похожая на магмы с других океанических островов в Тихом океане. Он имеет характеристики с промежуточным соотношением стронция (Sr), неодима (Nd) и свинца (Pb). Лавы PLUME встречаются преимущественно на западе островов, около Фердинандина и Острова Исабела, который находится рядом с текущим положением точки доступа. Лавы PLUME, извергнутые на Фернандине и Изабелле, относительно прохладны. Анализ показывает, что они на 100 градусов по Цельсию холоднее, чем на Гавайях. Причина этого до конца не выяснена, но может быть связана с охлаждением литосферы или относительно прохладным при формировании в мантии.[7] Затем они обнаруживаются в меньших количествах в форме подковы к северу и югу от центральных островов, смешиваясь с другими резервуарами по мере продвижения на восток. Сливовые лавы также обнаруживаются в лавах Галапагосского центра распространения из-за конвекции и смешивания всех этих лав. В верхней мантии конвекционные потоки приносят мантийный материал под небольшими углами с юга от Галапагосского центра распространения. Эти конвекционные потоки будут притягивать магму типа СЛИВА к центру распространения, где она затем извергается.[5][6]

DGM - (истощенная галапагосская мантия), имеет сходные характеристики с базальтами океанических хребтов Тихого океана и Галапагосского центра распространения. Частичное плавление верхней мантии в результате спредингового центра оставит мантийный материал обедненным некоторыми соединениями. Он имеет низкие отношения изотопов Sr и Pb и высокие отношения Nd. DGM находится на центральных островах Галапагосских островов, таких как Сантьяго, Санта Круз, Сан-Кристобаль и Санта-Фе. Он заполняет центр подковы, образованной лавами PLUME на западе, севере и юге.[5][10][11]

FLO - (Флореана), характерные для лав этого острова. Считается, что этот резервуар возник из субдуцированной океанской коры, которая была увлечена мантийным плюмом. Он имеет повышенное соотношение Sr и Pb и обогащен микроэлементами.[10][11] FLO ассоциируется в основном с островом Флореана и проявляется при смешивании лав на Галапагосских островах вдоль южной стороны архипелага и растворяется к востоку и северу от него.[10]

WD - (Вольф Дарвин) уникален в Тихом океане и напоминает материал из системы Индоокеанского хребта. Он находится на Волк и Острова Дарвина и подводные горы, соединяющие их вдоль линеамента Волка Дарвина. Он имеет уникальное соотношение Pb.[10] WD расположен вдоль северной стороны архипелага и размывается на восток и юг.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уотсон, Джим (5-05-1999). ""Горячие точки ": Мантийные тепловые шлейфы". USGS. Получено 21 ноября 2009. Проверить значения даты в: | дата = (помощь)
  2. ^ Улик, Кэролайн (2008-01-08). «Фиксированная горячая точка, сформировавшая Гавайи, может не быть стационарной, - заключают ученые».. Стэнфордский отчет. Получено 2009-04-03.
  3. ^ а б Салларес, Валленти (2005). «Земная сейсмология помогает ограничить природу аномалий плавления мантии: вулканическая провинция Галапагосские острова». Mantleplumes.org. Получено 21 ноября 2009.
  4. ^ О'Коннор, Джон М. (8 января 2008 г.). «Миграция широко распространенного долгоживущего вулканизма через вулканическую провинцию Галапагосские острова: свидетельство широкой горячей точки аномалии плавления?». mantleplumes.org. Получено 21 ноября 2009.
  5. ^ а б c d е Mantleplumes.org
  6. ^ а б c d Харпп, Карен С .; Ванлесс, Вирджиния Д.; Отто, Роберт Х .; Hoernle, Kaj; Вернер, Рейнхард (2005). «Асейсмические хребты Кокосовые острова и Карнеги: запись микроэлементов в долгосрочном взаимодействии центров распространения шлейфа». Журнал петрологии. 46 (1): 109–133. Дои:10.1093 / петрология / egh064. Получено 29 июня, 2013.
  7. ^ а б Mantleplumes.org
  8. ^ Ли, Юн-Сян; Чжао, Сиси; Йоване, Луиджи; Петронотис, Катерина Е .; Гонг, Чжэн; Се, Си (2015-12-01). «Палеомагнитные ограничения на тектоническую эволюцию зоны субдукции Коста-Рики: новые результаты осадочных последовательностей буровых площадок IODP на Кокосовом хребте». Геохимия, геофизика, геосистемы. 16 (12): 4479–4493. Дои:10.1002 / 2015GC006058. ISSN 1525-2027.
  9. ^ Харпп, Горячая точка провинции Северный Галапагос возле хребта вулканизма
  10. ^ а б c d е Харпп, Карен; Гейст, Деннис (2006). "Галапагосская плюмология". Фонд Чарльза Дарвина. Архивировано из оригинал на 2007-06-10.
  11. ^ а б Харпп, Карен (2001). "Отслеживание мантийного плюма: вариации изотопов и микроэлементов подводных гор Галапагосских островов" (PDF). Геохимия, геофизика, геосистемы. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-20. Получено 2011-04-06.