stringtranslate.com

Внутриплитовый вулканизм

Внутриплитовый вулканизм — это вулканизм , который происходит вдали от границ тектонических плит . Большая часть вулканической активности происходит на границах плит, и среди геологов существует широкий консенсус относительно того, что эта активность хорошо объясняется теорией тектоники плит . Однако происхождение вулканической активности внутри плит остается спорным.

Механизмы

Механизмы, которые были предложены для объяснения внутриплитного вулканизма, включают мантийные плюмы; нежесткое движение внутри тектонических плит (модель плиты); и ударные события . Вероятно, что разные механизмы объясняют разные случаи внутриплитного вулканизма. [1]

Модель шлейфа

Суперплюм , образованный процессами охлаждения в мантии (LVZ= зона низкой скорости ) [2]

Мантийный плюм — это предполагаемый механизм конвекции аномально горячей породы в мантии Земли . Поскольку головка плюма частично плавится при достижении небольших глубин, плюм часто называют причиной вулканических горячих точек , таких как Гавайи или Исландия , и крупных магматических провинций, таких как Деканские и Сибирские траппы . Некоторые такие вулканические регионы лежат далеко от границ тектонических плит , в то время как другие представляют собой необычно большой объем вулканизма вблизи границ плит.

Гипотеза мантийных плюмов потребовала постепенной разработки гипотез, что привело к появлению различных предположений, таких как мини-плюмы и пульсирующие плюмы. [ 3]

Концепции

Мантийные плюмы были впервые предложены Дж. Тузо Уилсоном в 1963 году [4] [ необходим непервичный источник ] и далее развиты У. Джейсоном Морганом в 1971 году. Предполагается, что мантийный плюм существует там, где горячие породы зарождаются [ необходимо уточнение ] на границе ядро-мантия и поднимаются через мантию Земли, становясь диапиром в земной коре . [5] В частности, концепция о том, что мантийные плюмы фиксированы относительно друг друга и закреплены на границе ядро-мантия, дала бы естественное объяснение прогрессивным во времени цепям более старых вулканов, которые, как видно, простираются от некоторых таких горячих точек, таких как цепь подводных гор Гавайско-Император . Однако палеомагнитные данные показывают, что мантийные плюмы могут быть связаны с крупными провинциями с низкой скоростью сдвига (LLSVP) [6] и действительно перемещаются. [7]

Предлагаются два в значительной степени независимых конвективных процесса:

Гипотеза плюма изучалась с помощью лабораторных экспериментов, проведенных в небольших заполненных жидкостью резервуарах в начале 1970-х годов. [8] Термические или композиционные гидродинамические плюмы, полученные таким образом, были представлены в качестве моделей для гораздо более крупных постулированных мантийных плюмов. На основе этих экспериментов теперь постулируется, что мантийные плюмы состоят из двух частей: длинного тонкого канала, соединяющего верхнюю часть плюма с его основанием, и луковичной головки, которая расширяется по мере того, как плюм поднимается. Считается, что вся структура напоминает гриб. Луковичная головка термических плюмов образуется, потому что горячий материал движется вверх по каналу быстрее, чем сам плюм поднимается через свое окружение. В конце 1980-х и начале 1990-х годов эксперименты с термическими моделями показали, что по мере расширения луковичной головки она может увлекать часть прилегающей мантии в голову.

Размеры и возникновение грибовидных мантийных плюмов можно легко предсказать с помощью теории переходной неустойчивости, разработанной Таном и Торпом. [9] [10] Теория предсказывает грибовидные мантийные плюмы с головками диаметром около 2000 км, которые имеют критическое время [ требуется уточнение ] около 830 млн лет для теплового потока в центральной мантии 20 мВт/м 2 , в то время как время цикла [ требуется уточнение ] составляет около 2 млрд лет. [11] Прогнозируется, что число мантийных плюмов составит около 17.

Когда голова плюма сталкивается с основанием литосферы, ожидается, что она выровняется против этого барьера и подвергнется широкомасштабному декомпрессионному плавлению, образуя большие объемы базальтовой магмы. Затем она может извергнуться на поверхность. Численное моделирование предсказывает, что плавление и извержение будут происходить в течение нескольких миллионов лет. [12] Эти извержения были связаны с извержениями базальтов , хотя многие из них извергаются в течение гораздо более коротких временных масштабов (менее 1 миллиона лет). Примерами являются траппы Декан в Индии, сибирские траппы в Азии, базальты/долериты Кару-Феррар в Южной Африке и Антарктиде, траппы Парана и Этендека в Южной Америке и Африке (ранее единая провинция, разделенная раскрытием южной части Атлантического океана) и базальты реки Колумбия в Северной Америке. Базальтовые отложения в океанах известны как океанические плато, к ним относятся плато Онтонг-Джава в западной части Тихого океана и плато Кергелен в Индийском океане.

Узкая вертикальная труба, или канал, постулируемый для соединения головы плюма с границей ядро-мантия, рассматривается как обеспечивающий непрерывную подачу магмы в фиксированное место, часто называемое «горячей точкой». Поскольку вышележащая тектоническая плита (литосфера) движется над этой горячей точкой, извержение магмы из фиксированного канала на поверхность, как ожидается, образует цепь вулканов, которая параллельна движению плит. [13] Цепь Гавайских островов в Тихом океане является типовым примером. Недавно было обнаружено, что вулканическое место этой цепи не было зафиксировано с течением времени, и, таким образом, она присоединилась к клубу многих типовых примеров, которые не демонстрируют ключевую характеристику, первоначально предложенную. [14]

Извержение континентальных базальтов часто связывают с континентальным рифтингом и распадом. Это привело к гипотезе, что мантийные плюмы способствуют континентальному рифтингу и образованию океанических бассейнов. В контексте альтернативной «модели плит» континентальный распад является процессом, неотъемлемым от тектоники плит, и массивный вулканизм происходит как естественное следствие, когда он начинается. [15]

Современная теория мантийного плюма заключается в том, что материал и энергия из недр Земли обмениваются с поверхностной корой двумя различными способами: преобладающий, устойчивый режим тектоники плит, управляемый конвекцией верхней мантии , и прерывистый, периодически доминирующий режим переворота мантии, управляемый конвекцией плюма. [5] Этот второй режим, хотя и часто прерывистый, периодически играет важную роль в горообразовании [16] и распаде континентов. [17]

Химия, тепловой поток и плавление
Гидродинамическое моделирование одного «пальца» неустойчивости Рэлея–Тейлора , возможного механизма образования плюма. [18] На третьем и четвертом кадрах последовательности плюм образует «грибную шапку». Обратите внимание, что ядро ​​находится в верхней части диаграммы, а кора — в нижней.
Поперечное сечение Земли, показывающее расположение верхней (3) и нижней (5) мантии, слоя D″ (6), а также внешнего (7) и внутреннего (9) ядра.

Химический и изотопный состав базальтов, обнаруженных в горячих точках, несколько отличается от базальтов срединно-океанических хребтов. [19] Эти базальты, также называемые базальтами океанических островов (OIB), анализируются по их радиогенному и стабильному изотопному составу. В радиогенных изотопных системах изначально субдуцированный материал создает расходящиеся тренды, называемые компонентами мантии. [20] Идентифицированные компоненты мантии: DMM (истощенная мантия срединно-океанических хребтов (MORB)), HIMU (мантия с высоким отношением U/Pb), EM1 (обогащенная мантия 1), EM2 (обогащенная мантия 2) и FOZO (фокусная зона). [21] [22] Эта геохимическая сигнатура возникает из-за смешивания приповерхностных материалов, таких как субдуцированные плиты и континентальные осадки, в источнике мантии. Для этого есть две конкурирующие интерпретации. В контексте мантийных плюмов предполагается, что приповерхностный материал был перемещен вниз к границе ядро-мантия субдуцирующими плитами и был перемещен обратно на поверхность плюмами. В контексте гипотезы плит субдуцированный материал в основном повторно циркулирует в мелководной мантии и извлекается оттуда вулканами.

Стабильные изотопы, такие как Fe, используются для отслеживания процессов, которые испытывает восходящий материал во время плавления. [23]

Обработка океанической коры, литосферы и осадков через зону субдукции отделяет водорастворимые микроэлементы (например, K, Rb, Th) от неподвижных микроэлементов (например, Ti, Nb, Ta), концентрируя неподвижные элементы в океанической плите (водорастворимые элементы добавляются к коре в островных дуговых вулканах). Сейсмическая томография показывает, что субдуцированные океанические плиты погружаются до дна переходной зоны мантии на глубине 650 км. Субдукция на большие глубины менее определена, но есть доказательства того, что они могут погружаться до глубин средней нижней мантии на глубине около 1500 км.

Источником мантийных плюмов считается граница ядро-мантия на глубине 3000 км. [24] Поскольку через границу ядро-мантия перемещается мало материала, передача тепла должна происходить за счет теплопроводности с адиабатическими градиентами выше и ниже этой границы. Граница ядро-мантия представляет собой сильный тепловой (температурный) разрыв. Температура ядра примерно на 1000 градусов Цельсия выше, чем температура вышележащей мантии. Предполагается, что плюмы поднимаются по мере того, как основание мантии становится горячее и более плавучим.

Предполагается, что плюмы поднимаются через мантию и начинают частично плавиться, достигая небольших глубин в астеносфере путем декомпрессионного плавления . Это создаст большие объемы магмы. Гипотеза плюма постулирует, что этот расплав поднимается на поверхность и извергается, образуя «горячие точки».

Нижняя мантия и ядро

Расчетная температура Земли в зависимости от глубины. Пунктирная кривая: слоистая мантийная конвекция ; Сплошная кривая: конвекция всей мантии. [25]

Самый заметный тепловой контраст, который, как известно, существует в глубокой (1000 км) мантии, находится на границе ядро-мантия на 2900 км. Первоначально постулировалось, что мантийные плюмы поднимаются из этого слоя, поскольку «горячие точки», которые, как предполагалось, являются их поверхностным выражением, считались фиксированными относительно друг друга. Это требовало, чтобы плюмы исходили из-под мелкой астеносферы, которая, как считается, быстро течет в ответ на движение вышележащих тектонических плит. Другого известного крупного термического пограничного слоя в глубине Земли нет, поэтому граница ядро-мантия была единственным кандидатом.

Основание мантии известно как слой D″ , сейсмологическое подразделение Земли. По составу он, по-видимому, отличается от вышележащей мантии и может содержать частично расплавленное вещество.

Две очень широкие, крупные провинции с низкой скоростью сдвига существуют в нижней мантии под Африкой и под центральной частью Тихого океана. Предполагается, что плюмы поднимаются с их поверхности или с их краев. [26] Считалось, что их низкие сейсмические скорости предполагают, что они относительно горячие, хотя недавно было показано, что их низкие скорости волн обусловлены высокой плотностью, вызванной химической неоднородностью. [27] [28]

Доказательства теории

В поддержку мантийных плюмов были приведены различные линии доказательств. Существует некоторая путаница относительно того, что является поддержкой, поскольку существует тенденция переопределять постулируемые характеристики мантийных плюмов после того, как были сделаны наблюдения. [3]

Некоторые общие и основные доказательства, приводимые в поддержку этой теории, включают линейные вулканические цепи, благородные газы , геофизические аномалии и геохимию .

Линейные вулканические цепи

Возрастное распределение подводной горной цепи Гавайско-Императорского рифа объясняется как результат фиксированного глубокого мантийного плюма, поднимающегося в верхнюю мантию, частично расплавляющегося и вызывающего формирование вулканической цепи по мере того, как плита движется над головой относительно фиксированного источника рифа. [24] Другие «горячие точки» с прогрессирующими во времени вулканическими цепями позади них включают Реюньон , хребет Чагос-Лаккадив , хребет Луисвилл , хребет Девяносто Ист и Кергелен , Тристан и Йеллоустоун .

Внутренним аспектом гипотезы плюма является то, что «горячие точки» и их вулканические следы были зафиксированы относительно друг друга на протяжении геологического времени. Хотя есть доказательства того, что перечисленные выше цепи являются прогрессивными во времени, однако было показано, что они не зафиксированы относительно друг друга. Наиболее примечательным примером этого является цепь Императора, более старая часть Гавайской системы, которая была образована миграцией вулканической активности через геостационарную плиту. [14]

Многие постулируемые "горячие точки" также не имеют прогрессивных во времени вулканических следов, например, Исландия, Галапагосы и Азорские острова. Несоответствия между предсказаниями гипотезы и наблюдениями обычно объясняются вспомогательными процессами, такими как "мантийный ветер", "захват хребта", "выход хребта" и боковой поток материала плюма.

Благородный газ и другие изотопы

Гелий-3 — это первичный изотоп, который образовался во время Большого взрыва . Его производится очень мало, и с тех пор на Землю мало что было добавлено другими процессами. [29] Гелий-4 включает в себя первичный компонент, но он также производится естественным радиоактивным распадом таких элементов, как уран и торий . Со временем гелий в верхних слоях атмосферы теряется в космосе. Таким образом, Земля постепенно истощается гелием, и 3 He не заменяется так, как 4 He. В результате соотношение 3 He/ 4 He на Земле со временем уменьшается.

Необычно высокие 3 He/ 4 He наблюдались в некоторых, но не во всех, «горячих точках». В теории мантийных плюмов это объясняется тем, что плюмы вскрывают глубокий, первичный резервуар в нижней мантии, где первоначальные, высокие отношения 3 He/ 4 He сохранялись на протяжении геологического времени. [30] В контексте гипотезы плиты высокие отношения объясняются сохранением старого материала в неглубокой мантии. Древние, высокие отношения 3 He/ 4 He особенно легко сохранялись бы в материалах, не содержащих U или Th, поэтому 4 He не добавлялся с течением времени. Оливин и дунит , оба обнаруженные в субдуцированной коре, являются материалами такого рода. [29]

Другие элементы, например, осмий , были предложены как трассеры материала, возникающего вблизи ядра Земли, в базальтах океанических островов. Однако, пока что убедительных доказательств этого нет. [31]

Геофизические аномалии
Диаграмма, показывающая поперечное сечение литосферы Земли (желтым цветом) с магмой, поднимающейся из мантии (красным цветом). Кора может двигаться относительно плюма, создавая след .

Гипотеза плюма была проверена путем поиска геофизических аномалий, которые, как прогнозируется, связаны с ними. К ним относятся тепловые, сейсмические и аномалии высот. Тепловые аномалии присущи термину «горячая точка». Их можно измерить множеством различных способов, включая поверхностный тепловой поток, петрологию и сейсмологию. Тепловые аномалии вызывают аномалии в скорости сейсмических волн, но, к сожалению, то же самое происходит с составом и частичным плавлением. В результате скорости волн нельзя использовать просто и напрямую для измерения температуры, необходимо применять более сложные подходы.

Сейсмические аномалии определяются путем картирования изменений скорости волн по мере того, как сейсмические волны проходят через Землю. Горячий мантийный плюм, как прогнозируется, будет иметь более низкие скорости сейсмических волн по сравнению с аналогичным материалом при более низкой температуре. Материал мантии, содержащий следы частичного расплава (например, в результате того, что он имеет более низкую температуру плавления), или будучи более богатым железом, также имеет более низкую скорость сейсмических волн, и эти эффекты сильнее температуры. Таким образом, хотя необычно низкие скорости волн были приняты для указания на аномально горячую мантию под «горячими точками», эта интерпретация неоднозначна. [3] Наиболее часто цитируемые изображения скорости сейсмических волн, которые используются для поиска изменений в регионах, где были предложены плюмы, получены из сейсмической томографии. Этот метод включает использование сети сейсмометров для построения трехмерных изображений изменения скорости сейсмических волн по всей мантии. [32]

Сейсмические волны, генерируемые крупными землетрясениями, позволяют определять структуру под поверхностью Земли вдоль траектории луча. Сейсмические волны, прошедшие тысячу или более километров (также называемые телесейсмическими волнами ), могут использоваться для получения изображений больших областей мантии Земли. Однако они также имеют ограниченное разрешение, и могут быть обнаружены только структуры диаметром не менее нескольких сотен километров.

Снимки сейсмической томографии были приведены в качестве доказательства наличия ряда мантийных плюмов в мантии Земли. [33] Однако продолжаются активные дискуссии относительно того, надежно ли разрешены изображенные структуры и соответствуют ли они колоннам горячей, поднимающейся породы. [34]

Гипотеза мантийного плюма предсказывает, что купольные топографические поднятия будут развиваться, когда головы плюма ударяются о основание литосферы. Поднятие такого рода произошло, когда северная часть Атлантического океана открылась около 54 миллионов лет назад. Некоторые ученые связывают это с мантийным плюмом, который, как предполагается, вызвал распад Евразии и открытие северной части Атлантического океана, теперь предположительно подстилающего Исландию . Однако текущие исследования показали, что временная история поднятия, вероятно, намного короче, чем предполагалось. Таким образом, неясно, насколько сильно это наблюдение подтверждает гипотезу мантийного плюма.

Геохимия

Базальты, обнаруженные на океанических островах, геохимически отличаются от базальтов, обнаруженных на срединно-океанических хребтах и ​​вулканах, связанных с зонами субдукции (базальты островных дуг). « Базальт океанических островов » также похож на базальты, обнаруженные по всему океану как на малых, так и на больших подводных горах (считается, что они образовались в результате извержений на морском дне, которые не поднялись над поверхностью океана). Они также по составу похожи на некоторые базальты, обнаруженные во внутренних частях континентов (например, на равнине реки Снейк ).

В основных элементах базальты океанических островов обычно содержат больше железа (Fe) и титана (Ti), чем базальты срединно-океанических хребтов при схожем содержании магния (Mg). В микроэлементах они обычно более обогащены легкими редкоземельными элементами, чем базальты срединно-океанических хребтов. По сравнению с базальтами островных дуг базальты океанических островов содержат меньше глинозема (Al 2 O 3 ) и больше неподвижных микроэлементов (например, Ti, Nb , Ta ).

Эти различия являются результатом процессов, происходящих во время субдукции океанической коры и мантийной литосферы . Океаническая кора (и в меньшей степени подстилающая мантия) обычно становится гидратированной в разной степени на морском дне, частично в результате выветривания морского дна, а частично в ответ на гидротермальную циркуляцию вблизи гребня срединно-океанического хребта, где она изначально образовалась. По мере того, как океаническая кора и подстилающая литосфера субдуцируют, вода высвобождается в результате реакций дегидратации вместе с водорастворимыми элементами и микроэлементами. Эта обогащенная жидкость поднимается, чтобы метасоматизировать вышележащий мантийный клин и приводит к образованию базальтов островных дуг. Субдуцирующая плита обеднена этими водоподвижными элементами (например, K , Rb , Th , Pb ) и, таким образом, относительно обогащена элементами, которые не являются водоподвижными (например, Ti, Nb, Ta) по сравнению как с базальтами срединно-океанического хребта, так и с базальтами островных дуг.

Базальты океанических островов также относительно обогащены неподвижными элементами по сравнению с подвижными в воде элементами. Это и другие наблюдения были интерпретированы как указание на то, что четкая геохимическая сигнатура базальтов океанических островов является результатом включения компонента субдуцированного материала плиты. Он должен был быть переработан в мантии, затем повторно расплавлен и включен в извергающуюся лаву. В контексте гипотезы плюма постулируется, что субдуцированные плиты были субдуцированы вниз до границы ядро-мантия и перенесены обратно на поверхность в восходящих плюмах. В гипотезе плит постулируется, что плиты были переработаны на более мелких глубинах — в верхних нескольких сотнях километров, которые составляют верхнюю мантию . Однако гипотеза плит не согласуется как с геохимией мелководных расплавов астеносферы (т. е. базальтов Срединно-океанического хребта), так и с изотопным составом базальтов океанических островов.

Сейсмология

В 2015 году на основе данных 273 крупных землетрясений исследователи составили модель, основанную на полноволновой томографии, что потребовало эквивалента 3 миллионов часов суперкомпьютерного времени. [35] Из-за вычислительных ограничений высокочастотные данные по-прежнему не могли быть использованы, а сейсмические данные оставались недоступными для большей части морского дна. [35] Тем не менее, вертикальные шлейфы, на 400 °C горячее окружающей породы, были визуализированы под многими горячими точками, включая Питкэрн , Макдональд , Самоа , Таити , Маркизские острова , Галапагосские острова , Кабо-Верде и Канарские горячие точки. [36] Они простирались почти вертикально от границы ядро-мантия (глубина 2900 км) до возможного слоя сдвига и изгиба на глубине 1000 км. [35] Их можно было обнаружить, поскольку они были шириной 600–800 км, что более чем в три раза превышает ширину, ожидаемую по современным моделям. [35] Многие из этих плюмов находятся в крупных провинциях с низкой скоростью сдвига под Африкой и Тихим океаном, в то время как некоторые другие горячие точки, такие как Йеллоустоун, были менее четко связаны с особенностями мантии в модели. [37]

Неожиданный размер плюмов оставляет открытой возможность того, что они могут проводить большую часть 44 тераватт внутреннего теплового потока Земли от ядра к поверхности, и означает, что нижняя мантия конвектирует меньше, чем ожидалось, если вообще конвектирует. Возможно, что существует разница в составе плюмов и окружающей мантии, которая замедляет их и расширяет. [35]

Предполагаемые места расположения мантийных плюмов

Пример расположения шлейфа, предложенный одной недавней группой. [38] Рисунок от Foulger (2010). [3]

Было высказано предположение, что мантийные плюмы залегают во многих различных местах, и ученые не могут прийти к единому мнению по поводу окончательного списка. Некоторые ученые предполагают, что существует несколько десятков плюмов, [38] тогда как другие предполагают, что их нет. [3] Теория была действительно вдохновлена ​​гавайской вулканической системой. Гавайи — это крупное вулканическое сооружение в центре Тихого океана, вдали от границ плит. Его регулярная, прогрессирующая во времени цепь островов и подводных гор поверхностно хорошо соответствует теории плюма. Тем не менее, она почти уникальна на Земле, поскольку ничего столь экстремального не существует больше нигде. Вторым наиболее вероятным кандидатом на местонахождение плюма часто называют Исландию, но, по мнению противников гипотезы плюма, ее массивную природу можно объяснить тектоническими силами плит вдоль центра спрединга в Средней Атлантике.

Мантийные плюмы были предложены в качестве источника базальтовых потоков . [39] [40] Эти чрезвычайно быстрые, крупномасштабные извержения базальтовых магм периодически формировали континентальные базальтовые потоки на суше и океанических плато в океанических бассейнах, такие как Деканские траппы , [41] Сибирские траппы [42] Кару -Феррарские базальтовые потоки Гондваны , [43] и крупнейший известный континентальный базальтовый поток, Центрально-Атлантическая магматическая провинция (CAMP). [44]

Многие события континентальных базальтовых потопов совпадают с континентальным рифтингом. [45] Это согласуется с системой, которая стремится к равновесию: по мере того, как вещество поднимается в мантийном плюме, другой материал втягивается вниз в мантию, вызывая рифтинг. [45]

Теория пластин

Гипотеза мантийных плюмов из глубины не является общепринятой как объясняющая весь такой вулканизм. Она потребовала прогрессивной разработки гипотез, что привело к различным предложениям, таким как мини-плюмы и пульсирующие плюмы. Другая гипотеза для необычных вулканических регионов — теория плит . Она предполагает более мелкую, пассивную утечку магмы из мантии на поверхность Земли, где расширение литосферы позволяет это, приписывая большую часть вулканизма процессам тектоники плит, с вулканами, далекими от границ плит, в результате внутриплитового расширения. [3]

Схема теории плит. Синий: литосфера; светло-голубой/зеленый: неоднородная верхняя мантия; желтый: нижняя мантия; оранжевый/красный: граница ядра и мантии. Расширение литосферы позволяет ранее существовавшему расплаву (красный) подняться. [46]

Теория плит приписывает всю вулканическую активность на Земле, даже ту, которая на первый взгляд кажется аномальной, действию тектоники плит . Согласно теории плит, основной причиной вулканизма является расширение литосферы . Расширение литосферы является функцией поля напряжений литосферы . Глобальное распределение вулканической активности в данный момент времени отражает современное поле напряжений литосферы, а изменения в пространственном и временном распределении вулканов отражают изменения в поле напряжений. Основными факторами, определяющими эволюцию поля напряжений, являются:

  1. Изменения конфигурации границ плит .
  2. Вертикальные движения.
  3. Тепловое сжатие.
Иллюстрация конкурирующих моделей переработки коры и судьба субдуцированных плит. Гипотеза плюма предполагает глубокую субдукцию (справа), в то время как гипотеза плиты фокусируется на неглубокой субдукции (слева).

Начиная с начала 2000-х годов неудовлетворенность состоянием доказательств существования мантийных плюмов и распространение гипотез ad hoc побудили ряд геологов во главе с Доном Л. Андерсоном , Джиллиан Фоулгер и Уорреном Б. Гамильтоном предложить широкую альтернативу, основанную на неглубоких процессах в верхней мантии и выше, с акцентом на тектонику плит как движущую силу магматизма. [47]

Гипотеза плит предполагает, что «аномальный» вулканизм является результатом литосферного расширения, которое позволяет расплаву пассивно подниматься из астеносферы под ним. Таким образом, это концептуальная противоположность гипотезы плюма, поскольку гипотеза плит приписывает вулканизм неглубоким, приповерхностным процессам, связанным с тектоникой плит, а не активным процессам, возникающим на границе ядро-мантия.

Расширение литосферы приписывается процессам, связанным с тектоникой плит. Эти процессы хорошо изучены в срединно-океанических хребтах, где происходит большая часть вулканизма Земли. Менее общепризнанно, что сами плиты деформируются изнутри и могут допускать вулканизм в тех регионах, где деформация является растяжением. Хорошо известными примерами являются провинция Бассейна и Хребта на западе США, Восточно-Африканская рифтовая долина и Рейнский грабен . Согласно этой гипотезе, переменные объемы магмы приписываются изменениям в химическом составе (большие объемы вулканизма, соответствующие более легко расплавленному материалу мантии), а не разнице температур.

Не отрицая наличия глубокой мантийной конвекции и апвеллинга в целом, гипотеза плит утверждает, что эти процессы не приводят к образованию мантийных плюмов в смысле столбчатых вертикальных структур, которые охватывают большую часть мантии Земли, переносят большое количество тепла и способствуют поверхностному вулканизму. [3] : 277 

В рамках гипотезы плит выделяются следующие подпроцессы, каждый из которых может способствовать возникновению поверхностного вулканизма: [3]

Расширение литосферы позволяет ранее существовавшему расплаву в коре и мантии выходить на поверхность. Если расширение сильное и утончает литосферу до такой степени, что астеносфера поднимается, то дополнительный расплав образуется в результате декомпрессионного подъема.

Главным достоинством теории плит является то, что она расширяет тектонику плит до единого описания вулканизма Земли, что избавляет от необходимости привлекать посторонние гипотезы, призванные приспособить случаи вулканической активности, которые на первый взгляд кажутся исключительными. [46] [48] [49] [50] [51]

Истоки теории пластин

Разработанная в конце 1960-х и 1970-х годов, тектоника плит дала элегантное объяснение большей части вулканической активности Земли. На границах распространения, где плиты расходятся, астеносфера декомпрессируется и плавится, образуя новую океаническую кору . В зонах субдукции плиты океанической коры погружаются в мантию, дегидратируются и выделяют летучие вещества , которые понижают температуру плавления и приводят к образованию вулканических дуг и задуговых расширений. Однако несколько вулканических провинций не вписываются в эту простую картину и традиционно считались исключительными случаями, требующими не-плитно-тектонического объяснения.

Незадолго до развития тектоники плит в начале 1960-х годов канадский геофизик Джон Тузо Уилсон предположил, что цепи вулканических островов образуются в результате движения морского дна над относительно неподвижными горячими точками в стабильных центрах конвективных ячеек мантии. [52] В начале 1970-х годов идея Уилсона была возрождена американским геофизиком У. Джейсоном Морганом . Чтобы объяснить долгоживущую поставку магмы, которая, по-видимому, требовалась некоторым вулканическим регионам, Морган изменил гипотезу, сместив источник в тепловой пограничный слой . Из-за предполагаемой неподвижности некоторых вулканических источников относительно плит он предположил, что эта тепловая граница находится глубже, чем конвектирующая верхняя мантия, по которой движутся плиты, и расположил ее на границе ядро-мантия , на 3000 км ниже поверхности. Он предположил, что узкие конвекционные потоки поднимаются из фиксированных точек на этой тепловой границе и образуют каналы, которые транспортируют аномально горячий материал к поверхности. [53] [54]

Эта теория мантийного плюма стала доминирующим объяснением очевидных вулканических аномалий на протяжении оставшейся части 20-го века. [55] [56] Однако проверка этой гипотезы сопряжена с трудностями. Центральным положением теории плюма является то, что источник расплава значительно горячее окружающей мантии, поэтому наиболее прямой проверкой является измерение температуры источника магм. Это сложно, поскольку петрогенезис магм чрезвычайно сложен, что делает выводы из петрологии или геохимии о температурах источника ненадежными. [57] Сейсмические данные, используемые для предоставления дополнительных ограничений на температуры источника, весьма неоднозначны. [58] В дополнение к этому, несколько предсказаний теории плюма оказались безуспешными во многих местах, предположительно подстилаемых мантийными плюмами, [59] [57] и есть также существенные теоретические причины сомневаться в этой гипотезе. [60] [61]

Вышеуказанные проблемы вдохновили растущее число геофизиков во главе с американским геофизиком Доном Л. Андерсоном и британским геофизиком Джиллиан Р. Фоулджер на поиск других объяснений вулканической активности, которые нелегко объяснить тектоникой плит. Вместо того, чтобы вводить еще одну постороннюю теорию, эти объяснения по сути расширяют сферу тектоники плит способами, которые могут вместить вулканическую активность, ранее считавшуюся находящейся за пределами ее компетенции. Ключевым изменением базовой модели тектоники плит здесь является ослабление предположения о том, что плиты жесткие. Это подразумевает, что расширение литосферы происходит не только на границах распространения плит, но и во внутренних частях плит, явление, которое хорошо поддерживается как теоретически, так и эмпирически. [49] [50]

За последние два десятилетия теория плит превратилась в целостную исследовательскую программу, привлекающую множество приверженцев и занимающую исследователей в нескольких поддисциплинах наук о Земле . Она также была в центре внимания нескольких международных конференций и многих рецензируемых статей и является предметом двух крупных томов, отредактированных Геологическим обществом Америки [62] [63] и учебника. [57]

С 2003 года обсуждение и развитие теории плит поддерживается веб-сайтом mantleplumes.org, размещенным в Даремском университете (Великобритания), — крупным международным форумом, в котором принимают участие специалисты по геологии, работающие в самых разных областях.

Расширение литосферы

Расширение литосферы в глобальном масштабе является необходимым следствием незамкнутости цепей движения плит и эквивалентно дополнительной медленно расширяющейся границе. Расширение является результатом в основном следующих трех процессов.

  1. Изменения конфигурации границ плит. Они могут быть результатом различных процессов, включая формирование или уничтожение плит и границ, а также откат плиты (вертикальное погружение субдуцирующих плит, вызывающее миграцию желобов в сторону океана).
  2. Вертикальные движения, возникающие в результате расслоения нижней коры и мантийной литосферы, а также изостатического регулирования вследствие эрозии , орогенеза или таяния ледяных шапок .
  3. Тепловое сжатие, которое в сумме достигает наибольшей величины на крупных плитах, таких как Тихоокеанская .

Расширение, являющееся результатом этих процессов, проявляется в различных структурах, включая континентальные рифтовые зоны (например, Восточно-Африканский рифт ), диффузные границы океанических плит (например, Исландия ), [64] [65] континентальные задуговые области расширения (например, провинция Бассейна и Хребта на западе США ), океанические задуговые бассейны (например, бассейн Мануса в море Бисмарка у берегов Папуа-Новой Гвинеи ), передовые дуговые области (например, западная часть Тихого океана) [66] и континентальные области, подвергающиеся литосферному расслоению (например, Новая Зеландия ). [67]

Континентальный раскол начинается с рифтинга. Когда расширение постоянно и полностью компенсируется магмой из астеносферного апвеллинга, образуется океаническая кора, и рифт становится границей спрединга плит. Если расширение изолировано и эфемерно, оно классифицируется как внутриплитное. Рифтинг может происходить как в океанической, так и в континентальной коре и варьируется от незначительного до количества, приближающегося к наблюдаемому на границах спрединга. Все это может привести к магматизму. [51]

Различные стили растяжения наблюдаются в северо-восточной части Атлантического океана. Континентальный рифтинг начался в позднем палеозое и сопровождался катастрофической дестабилизацией в позднем мелу и раннем палеоцене . Последнее, возможно, было вызвано откатом альпийской плиты, что вызвало растяжение по всей Европе. Более серьезный рифтинг произошел вдоль Каледонского шва, зоны ранее существовавшей слабости, где океан Япетус закрылся около 420 млн лет назад . Поскольку растяжение стало локализованным, океаническая кора начала формироваться около 54 млн лет назад, при этом диффузное растяжение сохранялось вокруг Исландии. [68]

Некоторые внутриконтинентальные рифты по сути являются неудавшимися осями континентального распада, и некоторые из них образуют тройные стыки с границами плит. Например, Восточно-Африканский рифт образует тройное стык с Красным морем и Аденским заливом , оба из которых достигли стадии спрединга морского дна. Аналогично, Средне-Американский рифт представляет собой два рукава тройного стыка вместе с третьим, который отделил Амазонский кратон от Лаврентии около 1,1 млрд лет назад . [69]

Разнообразная вулканическая активность, вызванная расширением литосферы, наблюдалась на всей западной территории США. Каскадные вулканы — это задуговая вулканическая цепь, простирающаяся от Британской Колумбии до Северной Калифорнии . Задуговое расширение продолжается на восток в Провинции Бассейна и Хребта , с мелкомасштабным вулканизмом, распространенным по всему региону.

Тихоокеанская плита является крупнейшей тектонической плитой на Земле, покрывающей около трети поверхности Земли. Она подвергается значительному расширению и сдвиговой деформации из-за термического сжатия литосферы. Сдвиговая деформация наиболее выражена в районе между Самоа и Микроплитой Пасхи [70] , в районе, изобилующем вулканическими провинциями, такими как цепь Кука - Острал , Маркизские острова и острова Общества , архипелаг Туамоту , хребты Фука и Пукапука и остров Питкэрн .

Источник магмы

Объем магмы, которая внедряется и/или извергается в заданной области литосферного расширения, зависит от двух переменных: (1) наличия уже существующего расплава в коре и мантии; и (2) количества дополнительного расплава, поставляемого декомпрессионным подъемом. Последнее зависит от трех факторов: (a) толщины литосферы; (b) величины расширения; и (c) плавкости и температуры источника.

В коре и мантии имеется обильный уже существующий расплав. В коре расплав хранится под действующими вулканами в неглубоких резервуарах, которые питаются более глубокими. В астеносфере небольшое количество частичного расплава, как полагают, обеспечивает слабый слой, который действует как смазка для движения тектонических плит. Наличие уже существующего расплава означает, что магматизм может происходить даже в областях, где литосферное расширение умеренное, таких как вулканические линии Камерун и Питкэрн - Гамбье . [51]

Скорость образования магмы из-за декомпрессии астеносферы зависит от того, насколько высоко может подняться астеносфера, что, в свою очередь, зависит от толщины литосферы. Из численного моделирования очевидно, что образование расплава в крупнейших базальтовых потоках не может быть одновременным с его внедрением. [71] Это означает, что расплав образуется в течение более длительного периода, хранится в резервуарах — скорее всего, расположенных на границе литосферы и астеносферы — и высвобождается при литосферном расширении. То, что большие объемы магмы хранятся в основании литосферы, доказано в наблюдениях за крупными магматическими провинциями, такими как Великая Дайка в Зимбабве и Бушвельдский магматический комплекс в Южной Африке . Там толстая литосфера оставалась нетронутой во время крупномасштабного магматизма, поэтому декомпрессионный подъем в требуемом масштабе можно исключить, подразумевая, что большие объемы магмы должны были существовать заранее. [72]

Если расширение сильное и приводит к значительному утончению литосферы, астеносфера может подняться на небольшие глубины, вызывая декомпрессионное плавление и производя большие объемы расплава. В срединно-океанических хребтах, где литосфера тонкая, декомпрессионный апвеллинг производит умеренную скорость магматизма. Тот же процесс может также производить магматизм небольшого объема на медленно расширяющихся континентальных рифтах или вблизи них. Под континентами литосфера имеет толщину до 200 км. Если литосфера такой толщины подвергается сильному и постоянному расширению, она может разорваться, и астеносфера может подняться на поверхность, производя десятки миллионов кубических километров расплава вдоль осей длиной в сотни километров. Это произошло, например, во время открытия северной части Атлантического океана, когда астеносфера поднялась от основания пангейской литосферы к поверхности. [51]

Примеры

Подавляющее большинство вулканических провинций, которые считаются аномальными в контексте жесткой тектоники плит, теперь объяснены с помощью теории плит. [63] [62] Типичными примерами такого рода вулканической активности являются Исландия , Йеллоустоун и Гавайи . Исландия является типовым примером вулканической аномалии, расположенной на границе плит. Йеллоустоун, вместе с Восточной равниной реки Снейк на западе, является типовым примером внутриконтинентальной вулканической аномалии. Гавайи, вместе с связанной с ними цепью подводных гор Гавайско-Император , являются типовым примером внутриокеанической вулканической аномалии. [57]

Исландия
Региональная карта северо-восточной части Атлантического океана. Батиметрия показана в цвете; рельеф суши — в сером. RR: хребет Рейкьянес; KR: хребет Кольбейнсей; JMMC: микроконтинент Ян-Майен; AR: хребет Эгир; FI: Фарерские острова. Красные линии: границы каледонского орогена и связанных с ним надвигов, пунктирные линии там, где они экстраполированы в более молодой Атлантический океан. [65]

Исландия — базальтовый щит высотой 1 км и размерами 450x300 км на срединно-океаническом хребте в северо-восточной части Атлантического океана. Он включает в себя более 100 активных или потухших вулканов и уже несколько десятилетий активно изучается учеными, изучающими Землю.

Исландию следует понимать в контексте более широкой структуры и тектонической истории северо-восточной Атлантики . Северо-восточная Атлантика образовалась в раннем кайнозое , когда после обширного периода рифтинга Гренландия отделилась от Евразии , когда Пангея начала распадаться. К северу от нынешнего местоположения Исландии ось раскола распространялась на юг вдоль Каледонского шва. К югу ось раскола распространялась на север. Две оси были разделены примерно на 100 км с востока на запад и на 300 км с севера на юг. Когда две оси развились до полного распространения морского дна, континентальная область размером 100x300 км между двумя рифтами образовала микроконтинент Исландия , который претерпел диффузное расширение и сдвиг вдоль нескольких ориентированных на север рифтовых осей, а базальтовые лавы были размещены в и на растянутой континентальной коре. Этот стиль расширения сохраняется в параллельных рифтовых зонах, которые часто исчезают и заменяются новыми. [65]

Эта модель объясняет несколько отличительных характеристик региона:

  1. Сохранение субаэрального сухопутного моста от Гренландии до Фарерских островов, который был разрушен, когда северо-восточная часть Атлантического океана имела ширину около 1000 км; более старые части этого моста теперь образуют мелководный подводный хребет.
  2. Нестабильность и разъединение спрединговых хребтов на севере и юге. На севере хребет Эгир исчез около 31-28 млн лет назад, а расширение перешло к хребту Кольбейнсей примерно в 400 км к западу. В хребте Рейкьянес на юге, после примерно 16 миллионов лет спрединга перпендикулярно простиранию хребта, направление расширения изменилось, и хребет стал системой хребта- трансформы , которая позже мигрировала на восток.
  3. Свойства коры под Гренландско-Исландско-Фарерским хребтом. Здесь кора в основном имеет толщину 30–40 км. Сочетание низкой скорости сейсмических волн и высокой плотности не поддается классификации как толстая океаническая кора и указывает на то, что это раздутая магмой континентальная кора. Это говорит о том, что Исландия является результатом постоянного расширения континентальной коры, которая была структурно устойчива к постоянному распространению новых океанических хребтов. В результате континентальное расширение продолжалось в течение исключительно длительного периода и пока не уступило место настоящему океаническому спредингу. Производство расплава похоже на соседние срединно-океанические хребты, которые производят океаническую кору толщиной около 10 км, хотя под Исландией, вместо того, чтобы формировать океаническую кору, расплав внедряется в растянутую континентальную кору и поверх нее.
  4. Необычная петрология и геохимия Исландии, которая примерно на 10% состоит из кремнистых и промежуточных пород, с геохимией, схожей с такими базальтами, как Кару и Декан , которые подверглись кремнистой ассимиляции или загрязнению континентальной корой. [65]
Йеллоустоун
Геологическая карта северо-запада США, показывающая разломы бассейнов и хребтов, а также базальты и риолиты <17 млн ​​лет. Синие линии представляют приблизительные возрастные контуры кремниевых вулканических центров по всей восточной равнине реки Снейк и одновременную тенденцию противоположно распространяющегося кремниевого вулканизма по всему центральному Орегону. [73]

Йеллоустоун и Восточная равнина реки Снейк на западе образуют пояс крупных кремниевых вулканов-кальдер, которые постепенно молодеют к востоку, достигая кульминации в нынешней активной Йеллоустонской кальдере на северо-западе Вайоминга . Однако пояс покрыт базальтовыми лавами, которые не демонстрируют никакой временной прогрессии. Будучи расположенным на континентальной внутренней части, он был широко изучен, хотя исследования в основном состояли из сейсмологии и геохимии, направленных на обнаружение источников глубоко в мантии. Эти методы не подходят для разработки теории плит, которая утверждает, что вулканизм связан с процессами на небольших глубинах.

Как и в случае с Исландией, вулканизм в регионе Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк должен рассматриваться в более широком тектоническом контексте. Тектоническая история западной части Соединенных Штатов находится под сильным влиянием субдукции Восточно-Тихоокеанского поднятия под Североамериканскую плиту, начавшейся около 17 млн ​​лет назад. Изменение границы плиты с субдукции на сдвиг вызвало расширение через западную часть Соединенных Штатов. Это вызвало широко распространенный вулканизм, начавшийся с базальтовой группы реки Колумбия , которая изверглась через 250-километровую зону даек , которые расширили земную кору на несколько километров. Провинция Бассейн и Хребет затем образовалась посредством нормального сброса, вызывая рассеянный вулканизм с особенно обильными извержениями в трех зонах с востока на запад: вулканические зоны Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк, Валлес и Сент-Джордж. По сравнению с другими, зона Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк считается необычной из-за своей прогрессирующей во времени кремниевой вулканической цепи и поразительных геотермальных особенностей.

Кремниевый состав вулканов указывает на источник в нижней коре. Если вулканизм был результатом литосферного расширения, то расширение вдоль зоны Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк должно было мигрировать с запада на восток в течение последних 17 миллионов лет. [74] Есть доказательства, что это так. Ускоренное движение по близлежащим нормальным разломам, которое указывает на расширение в провинции Бассейна и Хребта, мигрирует на восток одновременно с миграцией кремниевого вулканизма. Это подтверждается измерениями недавней деформации с помощью GPS-съемки, которая обнаруживает самые интенсивные зоны расширения в провинции Бассейна и Хребта на дальнем востоке и дальнем западе и небольшое расширение в центральных 500 км. [75] Таким образом, зона Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк, вероятно, отражает место расширения, которое мигрировало с запада на восток. [74] Это дополнительно подтверждается аналогичным кислым магматизмом, вызванным растяжением, в других местах на западе Соединенных Штатов, например, в Косо Хот Спрингс [76] и кальдере Лонг Вэлли [77] в Калифорнии.

Тот факт, что устойчивый базальтовый вулканизм является результатом одновременного расширения по всей длине зоны Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк, подтверждается измерениями GPS, проведенными в период с 1987 по 2003 год, которые фиксируют расширение как на север, так и на юг зоны. [78] Свидетельства исторического расширения можно найти в северо-западно-ориентированных рифтовых зонах, питаемых дайками, ответственных за базальтовые потоки. [79] Аналогия с подобной вулканической активностью в Исландии и на срединно-океанических хребтах указывает на то, что периоды расширения кратковременны, и, таким образом, базальтовый вулканизм вдоль зоны Йеллоустоун-Восточная равнина реки Снейк происходит короткими всплесками активности между длительными периодами бездействия. [73]

Гавайи

Вулканическая система Гавайи-Император печально известна своей сложностью в изучении. Она находится в тысячах километров от любого крупного континентального массива суши и окружена глубоким океаном, очень малая ее часть находится над уровнем моря, и она покрыта толстым слоем базальта, который скрывает ее более глубокую структуру. Она расположена в пределах меловой магнитной спокойной зоны , относительно длительного периода нормальной полярности в магнитном поле Земли , поэтому возрастные изменения в литосфере трудно определить с точностью. Реконструкция тектонической истории Тихого океана в более общем плане проблематична, поскольку более ранние плиты и границы плит, включая спрединговый хребет, где начиналась цепь Императора, были субдуцированы. Из-за этих проблем геологам еще предстоит разработать полностью разработанную теорию происхождения системы, которая могла бы быть положительно проверена.

Наблюдения, которые должна учитывать любая такая теория, включают:

  1. Расположение Гавайев практически в точном геометрическом центре Тихоокеанской плиты, то есть в средней точке линии, разделяющей западную часть Тихого океана, окруженную в основном зонами субдукции, и восточную часть Тихого океана, окруженную в основном спрединговыми хребтами.
  2. Увеличение объема расплава. За последние 50 миллионов лет скорость производства расплава увеличилась с 0,001 км 3 в год до 0,25 км 3 в год, т. е. примерно в 250 раз. Текущая скорость магматизма, ответственная за формирование Большого острова, существует всего 2 миллиона лет.
  3. Неподвижность вулканического центра относительно геомагнитного полюса и геометрии Тихоокеанской плиты на протяжении около 50 миллионов лет.
  4. Непрерывность Гавайской цепи с Императорской цепью через 60° «изгиб». Последний сформировался за 30 миллионов лет, в течение которых вулканический центр мигрировал на юго-юго-восток. Миграция прекратилась в начале Гавайской цепи. 60° изгиб не может быть объяснен изменением направления плиты, поскольку такого изменения не произошло. [80] [81]

Отсутствие какой-либо региональной аномалии теплового потока, обнаруженной вокруг вымерших островов и подводных гор, указывает на то, что вулканы являются локальными термическими образованиями. [82] Согласно теории плит, система Гавайско-Императорская образовалась в области растяжения Тихоокеанской плиты. Расширение плиты является следствием деформации на границах плит, теплового сжатия и изостатического регулирования. Расширение возникло в спрединговом хребте около 80 млн лет назад. Поле напряжений плиты развивалось в течение следующих 30 миллионов лет, в результате чего область растяжения и последующий вулканизм мигрировали на юго-юго-восток. Около 50 млн лет назад поле напряжений стабилизировалось, и область растяжения стала почти стационарной. В то же время северо-западное движение Тихоокеанской плиты усилилось, и в течение следующих 50 миллионов лет Гавайская цепь образовалась, когда плита двигалась через почти стационарную область растяжения. [51]

Возрастающая скорость вулканической активности в системе Гавайи-Император отражает доступность расплава в коре и мантии. Самые старые вулканы в цепи Императора образовались на молодой и, следовательно, тонкой океанической литосфере. Размер подводных гор увеличивается с возрастом морского дна, что указывает на то, что доступность расплава увеличивается с толщиной литосферы. Это говорит о том, что декомпрессионное плавление может вносить свой вклад, поскольку оно также, как ожидается, будет увеличиваться с толщиной литосферы. Значительное увеличение магматизма за последние 2 миллиона лет указывает на значительное увеличение доступности расплава, что подразумевает, что либо более крупный резервуар ранее существовавшего расплава, либо исключительно легкоплавкая область источника стали доступны. Петрологические и геохимические данные свидетельствуют о том, что этим источником может быть старая метаморфизованная океаническая кора в астеносфере, высокоплавкий материал, который мог бы производить гораздо большие объемы магмы, чем мантийные породы. [83] [84]

Гипотеза воздействия

В дополнение к этим процессам, известно, что такие ударные события , как те, которые создали кратер Аддамс на Венере и магматический комплекс Садбери в Канаде, вызвали плавление и вулканизм. В гипотезе удара предполагается, что некоторые регионы вулканизма горячей точки могут быть вызваны определенными крупными океаническими ударами, которые способны проникать в более тонкую океаническую литосферу , а вулканизм базальтовых потоков может быть вызван сходящейся сейсмической энергией, сфокусированной в антиподальной точке напротив основных мест удара. [85] Ударный вулканизм не был должным образом изучен и представляет собой отдельную причинную категорию наземного вулканизма, имеющую значение для изучения горячих точек и тектоники плит.

Сравнение гипотез

В 1997 году стало возможным с помощью сейсмической томографии получить изображения погружающихся тектонических плит, проникающих от поверхности до границы ядро-мантия. [86]

Для горячей точки Гавайев , сейсмическая томография с длиннопериодной дифракцией объемных волн предоставила доказательства того, что мантийный плюм ответственен за это, как предполагалось еще в 1971 году. [87] Для горячей точки Йеллоустоун сейсмологические доказательства начали сходиться с 2011 года в поддержку модели плюма, как заключили Джеймс и др.: «Мы отдаем предпочтение нижнемантийному плюму как источнику горячей точки Йеллоустоун». [88] [89] Данные, полученные с помощью Earthscope , программы, собирающей сейсмические данные высокого разрешения по всей прилегающей территории Соединенных Штатов, ускорили принятие плюма, лежащего в основе Йеллоустоуна. [90] [91]

Хотя имеются веские доказательства [ необходимы пояснения ] , что по крайней мере два глубоких мантийных плюма [ какие? ] поднимаются к границе ядро-мантия, подтверждение того, что другие гипотезы могут быть отклонены, может потребовать аналогичных томографических доказательств для других горячих точек.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Homrighausen, S.; Geldmacher, J.; Hoernle, K.; Rooney, T. (2021). «Внутриплитный вулканизм». Энциклопедия геологии : 52–59. doi :10.1016/B978-0-12-409548-9.12498-4. ISBN 9780081029091. S2CID  240954389.
  2. ^ На основе рисунка 17 в Matyska, Ctirad; Yuen, David A. (2007). "Свойства материалов нижней мантии и модели конвекции многомасштабных плюмов". В Foulger, GR ; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы . Геологическое общество Америки . стр. 159. CiteSeerX 10.1.1.487.8049 . doi :10.1130/2007.2430(08). ISBN  978-0-8137-2430-0.
  3. ^ abcdefgh Foulger, GR (2010). Плиты против плюмов: геологический спор. Wiley-Blackwell . ISBN 978-1-4051-6148-0.
  4. ^ Уилсон, Дж. Тузо (8 июня 1963 г.). «Гипотеза поведения Земли». Nature . 198 (4884): 925–929. Bibcode :1963Natur.198..925T. doi :10.1038/198925a0. S2CID  28014204.
  5. ^ ab Larson, RL (1991). "Последний импульс Земли: свидетельство суперплюма в середине мела". Geology . 19 (6): 547–550. Bibcode :1991Geo....19..547L. doi :10.1130/0091-7613(1991)019<0547:LPOEEF>2.3.CO;2.
  6. ^ Френч, Скотт В.; Романович, Барбара (2015). «Широкие плюмы, укорененные в основании мантии Земли под крупными горячими точками». Nature . 525 (7567): 95–99. Bibcode :2015Natur.525...95F. doi :10.1038/nature14876. ISSN  0028-0836. PMID  26333468. S2CID  205245093.
  7. ^ Боно, Ричард К.; Тардуно, Джон А.; Бунге, Ханс-Питер (29.07.2019). «Движение горячей точки вызвало Гавайско-Императорский изгиб, а LLSVP не зафиксированы». Nature Communications . 10 (1): 3370. Bibcode : 2019NatCo..10.3370B. doi : 10.1038/s41467-019-11314-6 . ISSN  2041-1723. PMC 6662702. PMID 31358746  . 
  8. ^ Уайтхед, младший, Джон А.; Лютер, Дуглас С. (1975). «Динамика лабораторных моделей диапиров и плюмов». Журнал геофизических исследований . 80 (5): 705–717. Bibcode : 1975JGR....80..705W. doi : 10.1029/JB080i005p00705. S2CID  129327249.
  9. ^ Тан, КК; Торп, РБ (1999). «Начало конвекции, вызванной плавучестью, вызванной различными режимами переходной теплопроводности, Часть I: Переходные числа Рэлея». J. Chem. Eng. Sci. 54 (2): 225–238. doi :10.1016/S0009-2509(98)00248-6.
  10. ^ Тан, КК и Торп, РБ (1999). «Начало конвекции, вызванной плавучестью, вызванной различными режимами переходной теплопроводности, Часть II: размеры струй». J. Chem. Eng. Sci . 54 (2): 239–244. Bibcode :1999ChEnS..54..239T. doi :10.1016/S0009-2509(98)00249-8.
  11. ^ Тан, КК; Торп, РБ; Чжао З., Чжидан (2011). «О прогнозировании грибовидных плюмов мантии». Geoscience Frontiers . 2 (2): 223–235. Bibcode : 2011GeoFr...2..223T. doi : 10.1016/j.gsf.2011.03.001 .
  12. ^ Фарнетани, К. Г.; Ричардс, МА (1994). «Численные исследования модели возникновения мантийного плюма для событий извержения базальта». J. Geophys. Res. 99 (B7): 13, 813–13, 833. Bibcode : 1994JGR....9913813F. doi : 10.1029/94jb00649.
  13. ^ Скилбек, Дж. Н.; Уайтхед, Дж. А. (1978). «Формирование дискретных островов в линейных цепях». Nature . 272 ​​(5653): 499–501. Bibcode :1978Natur.272..499S. doi :10.1038/272499a0. S2CID  33087425.
  14. ^ ab Sager, William W. "Взгляд на движение Гавайской горячей точки с точки зрения палеомагнетизма". www.MantlePlume.org . Получено 10.01.2011 .
  15. ^ Foulger, Gillian R. (2005). Плиты, плюмы и парадигмы; Том 388 Специальных статей. Геологическое общество Америки . стр. 195. ISBN 978-0-8137-2388-4.
  16. ^ Stein, M. & Hofmann, AW (1994). "Мантийные плюмы и эпизодический континентальный рост". Nature . 372 (6501): 63–68. Bibcode :1994Natur.372...63S. doi :10.1038/372063a0. S2CID  4356576.
  17. ^ Стори, BC (1995). «Роль мантийных плюмов в континентальном распаде: истории болезни из Гондваны». Nature . 377 (6547): 301–308. Bibcode :1995Natur.377..301S. doi :10.1038/377301a0. S2CID  4242617.
  18. ^ Ли, Шэнтай; Ли, Хуэй. «Параллельный код AMR для уравнений сжимаемой МГД или ГД». Национальная лаборатория Лос-Аламоса . Архивировано из оригинала 2016-03-03 . Получено 2006-09-05 .
  19. ^ Уайт, Уильям М. (2010). «Океанические островные базальты и мантийные плюмы: геохимическая перспектива». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 38 (1): 133–160. Bibcode : 2010AREPS..38..133W. doi : 10.1146/annurev-earth-040809-152450. ISSN  0084-6597. S2CID  53070176.
  20. ^ Хофманн, AW (1997). «Геохимия мантии: послание океанического вулканизма». Nature . 385 (6613): 219–229. Bibcode :1997Natur.385..219H. doi :10.1038/385219a0. ISSN  0028-0836. S2CID  11405514.
  21. ^ Зиндлер, А. (1986-01-01). «Химическая геодинамика». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 14 (1): 493–571. doi :10.1146/annurev.earth.14.1.493. ISSN  0084-6597.
  22. ^ Штраке, Андреас; Хофманн, Альбрехт В.; Харт, Стэн Р. (2005). «FOZO, HIMU и остальная часть зоопарка мантии». Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (5): н/д. Bibcode : 2005GGG.....6.5007S. doi : 10.1029/2004gc000824. hdl : 1912/451 . ISSN  1525-2027. S2CID  59354360.
  23. ^ Nebel, Oliver; Sossi, Paolo A.; Bénard, Antoine; Arculus, Richard J.; Yaxley, Gregory M.; Woodhead, Jon D.; Rhodri Davies, D.; Ruttor, Saskia (2019). «Согласование механизмов петрологического и изотопного смешивания в мантийном плюме Питкэрна с использованием стабильных изотопов железа». Earth and Planetary Science Letters . 521 : 60–67. Bibcode : 2019E&PSL.521...60N. doi : 10.1016/j.epsl.2019.05.037. ISSN  0012-821X. S2CID  197568184.
  24. ^ ab Morgan, WJ (1972). «Глубокие мантийные конвективные струи и движения плит». Bull. Am. Assoc. Pet. Geol . 56 : 203–213.
  25. ^ Конди, Кент С. (1997). Тектоника плит и эволюция земной коры (4-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 5. ISBN 978-0-7506-3386-4.
  26. ^ Niu, Yaoling (2018). «Происхождение LLSVP в основании мантии является следствием тектоники плит – петрологическая и геохимическая перспектива». Geoscience Frontiers . 9 (5): 1265–1278. Bibcode : 2018AGUFM.T43A..02N. doi : 10.1016/j.gsf.2018.03.005 . ISSN  1674-9871.
  27. ^ Бродхолт, Джон П.; Хельфрич, Джордж; Трамперт, Жанно (2007). «Химическая и термическая неоднородность в нижней мантии: наиболее вероятная роль неупругости». Earth and Planetary Science Letters . 262 (3–4): 429–437. Bibcode : 2007E&PSL.262..429B. doi : 10.1016/j.epsl.2007.07.054.
  28. ^ Trampert, J.; Deschamps, F.; Resovsky, J.; Yuen, D. (2004). «Вероятностная томография отображает химические неоднородности по всей нижней мантии». Science . 306 (5697): 853–856. Bibcode :2004Sci...306..853T. doi :10.1126/science.1101996. PMID  15514153. S2CID  42531670.
  29. ^ ab Anderson, DL (1998). «Модель для объяснения различных парадоксов, связанных с геохимией благородных газов мантии». Proc. Natl. Acad. Sci. 95 (16): 9087–9092. Bibcode :1998PNAS...95.9087A. doi : 10.1073/pnas.95.16.9087 . PMC 21296 . PMID  9689038.  
  30. ^ Курц, Марк (1999). «Динамика горячей точки Галапагосских островов по данным геохимии изотопов гелия». Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (23–24): 4139–4156. Bibcode : 1999GeCoA..63.4139K. doi : 10.1016/S0016-7037(99)00314-2.
  31. ^ Шерстен, Андерс. "Изотопы Re-Os, Pt-Os и Hf-W и отслеживание ядра в расплавах мантии". www.MantlePlume.org . Получено 18.01.2011 .
  32. ^ Ritsema, J.; van Heijst, HJ; Woodhouse, JH (1999). «Сложная структура скорости сдвиговой волны, отображенная под Африкой и Исландией» (PDF) . Science . 286 (5446): 1925–1928. doi :10.1126/science.286.5446.1925. PMID  10583949. S2CID  46160705. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-05-22.
  33. ^ Montelli, R.; Nolet, G.; Dahlen, F.; Masters, G. (2006). "Каталог глубоких мантийных плюмов: новые результаты конечно-частотной томографии". Геохимия, геофизика, геосистемы . 7 (11): n/a. Bibcode :2006GGG.....711007M. doi :10.1029/2006GC001248. S2CID  135191884.
  34. ^ «Бананово-пончиковая томография – может ли она обнаружить плюмы (лучше, чем традиционная лучевая теория)?». www.MantlePlumes.org . Получено 19.01.2011 .
  35. ^ abcde Эрик Хэнд (2015-09-04). "Мантийные плюмы, поднимающиеся из ядра Земли". Science . 349 (6252): 1032–1033. Bibcode :2015Sci...349.1032H. doi :10.1126/science.349.6252.1032. PMID  26339001.
  36. ^ Скотт В. Френч; Барбара Романович (2015-09-03). «Широкие плюмы, укорененные в основании мантии Земли под крупными горячими точками». Nature . 525 (7567): 95–99. Bibcode :2015Natur.525...95F. doi :10.1038/nature14876. PMID  26333468. S2CID  205245093.
  37. ^ Роберт Сандерс (2015-09-02). «КТ Земли связывает глубокие мантийные плюмы с вулканическими горячими точками». Berkeley News ( UC Berkeley ).
  38. ^ ab Courtillot, V.; Davaillie, A.; Besse, J.; Stock, J. (2003). «Три различных типа горячих точек в мантии Земли». Earth and Planetary Science Letters . 205 (3–4): 295–308. Bibcode : 2003E&PSL.205..295C. CiteSeerX 10.1.1.693.6042 . doi : 10.1016/S0012-821X(02)01048-8. 
  39. ^ Ричардс, MA; Дункан, RA; Куртильо, VE (1989). «Базальтовые потоки и следы горячих точек: головы и хвосты плюмов». Science . 246 (4926): 103–107. Bibcode :1989Sci...246..103R. doi :10.1126/science.246.4926.103. PMID  17837768. S2CID  9147772.
  40. ^ Гриффитс, РВ; Кэмпбелл, И. Х. (1990). «Перемешивание и структура в мантийных плюмах». Earth and Planetary Science Letters . 99 (1–2): 66–78. Bibcode : 1990E&PSL..99...66G. doi : 10.1016/0012-821X(90)90071-5.
  41. ^ Дункан, РА и Пайл, ДГ (1988). «Быстрое извержение базальтов Декана на границе мелового и третичного периодов». Nature . 333 (6176): 841–843. Bibcode :1988Natur.333..841D. doi :10.1038/333841a0. S2CID  4351454.
  42. ^ Ренне, PR; Басу, AR (1991). «Быстрое извержение трапповых базальтов Сибири на границе пермского и триасового периодов». Science . 253 (5016): 176–179. Bibcode :1991Sci...253..176R. doi :10.1126/science.253.5016.176. PMID  17779134. S2CID  6374682.
  43. ^ Энкарнасьон, Дж.; Флеминг, TH; Эллиот, Д.Х.; Илс, Х.В. (1996). «Синхронное размещение долеритов Феррар и Кару и ранний распад Гондваны». Геология . 24 (6): 535–538. Бибкод : 1996Geo....24..535E. doi :10.1130/0091-7613(1996)024<0535:SEOFAK>2.3.CO;2.
  44. ^ El Hachimi, H.; et al. (2011). "Морфология, внутренняя архитектура и механизмы размещения лавовых потоков из Центрально-Атлантической магматической провинции (CAMP) бассейна Аргана (Марокко)". В van Hinsbergen, DJJ (ред.). Формирование и эволюция Африки: синопсис 3,8 млрд лет истории Земли . Специальные публикации, том 357. Том 357. Лондон: Геологическое общество Лондона. стр. 167–193. Bibcode : 2011GSLSP.357..167H. doi : 10.1144/SP357.9. hdl : 11577/2574483. ISBN 978-1-86239-335-6. S2CID  129018987. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  45. ^ ab Renne, PR; Zhang, ZC; Richards, MA; Black, MT; Basu, AR (1995). «Синхронность и причинно-следственные связи между кризисами на границе перми и триаса и вулканизмом сибирского потопа». Science . 269 (5229): 1413–1416. Bibcode :1995Sci...269.1413R. doi :10.1126/science.269.5229.1413. PMID  17731151. S2CID  1672460.
  46. ^ ab Foulger, GR (2020). "Теория плит вулканизма". MantlePlumes.org . Получено 10 декабря 2020 г. .
  47. ^ Пратт, Сара (2015-12-20). «Вопрос о мантийных плюмах». Журнал EARTH . Американский институт геонаук. Архивировано из оригинала 2019-12-07 . Получено 2019-12-07 .
  48. ^ Foulger, GR; Natland, JH (2003). «Является ли вулканизм «горячих точек» следствием тектоники плит?». Science . 300 (5621): 921–922. doi :10.1126/science.1083376. PMID  12738845. S2CID  44911298.
  49. ^ ab Anderson, DL (2007). "Крупные магматические провинции, расслоение и плодородная мантия". Elements . 1 (5): 271–275. doi :10.2113/gselements.1.5.271. S2CID  55216047.
  50. ^ ab Foulger, GR (2007). "Модель 'плиты' для генезиса аномалий плавления". В Foulger, GR; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Геологическое общество Америки, специальный доклад 430. Геологическое общество Америки. стр. 1–28. ISBN 978-0813724300.
  51. ^ abcde Foulger, GR (2021). «Теория плит для вулканизма». В Alderton, D.; Elias, SA (ред.). Энциклопедия геологии (второе изд.). Academic Press, Oxford. стр. 879–890. doi :10.1016/B978-0-08-102908-4.00105-3. ISBN 9780081029091. S2CID  226685034.
  52. ^ Уилсон, Дж. Т. (1963). «Возможное происхождение Гавайских островов». Канадский журнал физики . 41 (6): 863–870. Bibcode : 1963CaJPh..41..863W. doi : 10.1139/p63-094.
  53. ^ Морган, У. Дж. (1971). «Конвективные струи в нижней мантии». Nature . 230 (5288): 42–43. Bibcode :1971Natur.230...42M. doi :10.1038/230042a0. S2CID  4145715.
  54. ^ Морган, У. Дж. (1972). «Глубокие мантийные конвективные струи и движения плит». Бюллетень AAPG . 56 (2): 203–213. doi :10.1306/819A3E50-16C5-11D7-8645000102C1865D.
  55. ^ Андерсон, DL; Натланд, JH (2005). «Краткая история гипотезы плюма и ее конкурентов: концепция и противоречия». В Foulger, GR; Натланд, JH; Пресналл, DC; Андерсон, DL (ред.). Плиты, плюмы и парадигмы: Специальный доклад Геологического общества Америки 388. Геологическое общество Америки. стр. 119–145. doi :10.1130/0-8137-2388-4.119. ISBN 9780813723884.
  56. ^ Glen, W. (2005). "Истоки и ранняя траектория квазипарадигмы мантийного плюма". В Foulger, GR; Natland, JH; Presnall, DC; Anderson, DL (ред.). Плиты, плюмы и парадигмы: Специальный доклад Геологического общества Америки 388. Геологическое общество Америки. стр. 91–117. doi :10.1130/0-8137-2388-4.91. ISBN 9780813723884.
  57. ^ abcd Foulger, GR (2010). Плиты против плюмов: геологический спор . Oxford: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4443-3679-5.
  58. ^ Фулджер, GR; Панза, ГФ; Артемьева, И.М.; Бастоу, IE; Каммарано, Ф.; Эванс, младший; Гамильтон, Всемирный банк; Джулиан, БР; Лустрино, М.; Тайбо, Х.; Яновская, Т.Б. (2013). «Предупреждения относительно томографических изображений». Терра Нова . 25 (4): 259–281. Бибкод : 2013TeNov..25..259F. дои : 10.1111/тер.12041. S2CID  128844177.
  59. ^ Андерсон, DL (2005). "Оценка горячих точек: парадигмы плюма и плиты". В Foulger, GR; Natland, JH; Presnall, DC; Anderson, DL (ред.). Плиты, плюмы и парадигмы: Специальный доклад Геологического общества Америки 388. Геологическое общество Америки. стр. 31–54. doi :10.1130/0-8137-2388-4.31. ISBN 9780813723884.
  60. ^ Тозер, Д. (1973). «Термические плюмы в мантии Земли». Nature . 244 (5416): 398–400. Bibcode : 1973Natur.244..398T. doi : 10.1038/244398a0. S2CID  45568428.
  61. ^ Андерсон, DL (2007). Новая теория Земли . Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 9781139462082.
  62. ^ ab Foulger, GR; Natland, JH; Presnall, DC; Anderson, DL, ред. (2005). Плиты, плюмы и парадигмы: Геологическое общество Америки, специальный доклад 388. Геологическое общество Америки. ISBN 978-0813723884.
  63. ^ ab Foulger, GR; Jurdy, DM, ред. (2007). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Геологическое общество Америки, специальный доклад 430. Геологическое общество Америки. ISBN 978-0813724300.
  64. ^ Затман, С.; Гордон, Р.Г.; Мутнури, К. (2005). «Динамика диффузных границ океанических плит: нечувствительность к реологии». Geophysical Journal International . 162 (1): 239–248. Bibcode : 2005GeoJI.162..239Z. doi : 10.1111/j.1365-246X.2005.02622.x .
  65. ^ abcd Foulger, GR; Doré, T.; Emeleus, CH; Franke, D.; Geoffroy, L.; Gernigon, L.; Hey, R.; Holdsworth, RE; Hole, M.; Höskuldsson, A.; Julian, B.; Kusznir, N.; Martinez, F.; McCaffrey, KJW; Natland, JH; Peace, AL; Petersen, K.; Schiffer, C.; Stephenson, R.; Stoker, M. (2020). «Исландский микроконтинент и континентальный хребет Гренландия-Исландия-Фарерские». Earth-Science Reviews . 206 : 102926. Bibcode : 2020ESRv..20602926F. doi : 10.1016/j.earscirev.2019.102926 . S2CID  202195975.
  66. ^ Хирано, Наото; Такахаси, Эйичи; Ямамото, Дзюнджи; Абэ, Нацуэ; Ингл, СП; Канеока, И.; Хирата, Т.; Кимура, Дж.И.; Исии, Т.; Огава, Ю.; Мачида, С.; Суехиро, К. (2006). «Вулканизм в ответ на изгиб плит». Наука . 313 (5792): 1426–1428. Бибкод : 2006Sci...313.1426H. дои : 10.1126/science.1128235 . PMID  16873612. S2CID  2261015.
  67. ^ Стерн, Т.; Хаусман, Г.; Салмон, М.; Эванс, Л. (2013). «Неустойчивость литосферной ступени под западной частью Северного острова, Новая Зеландия». Геология . 41 (4): 423–426. Bibcode : 2013Geo....41..423S. doi : 10.1130/G34028.1.
  68. ^ Foulger, GR; Schiffer, C.; Peace, AL (2020). «Новая парадигма для Североатлантической области». Earth-Science Reviews . 206 : 103038. Bibcode : 2020ESRv..20603038F. doi : 10.1016/j.earscirev.2019.103038. S2CID  213120291.
  69. ^ Stein, S.; Stein, CA; Elling, R.; Kley, J.; Kellerd, GR; Wysession, M.; Rooney, T.; Frederiksen, A.; Mouchah, R. (2018). «Взгляд на эволюцию континентальных рифтов и пассивных континентальных окраин из неудавшегося Среднеконтинентального разлома Северной Америки». Tectonophysics . 744 : 403–421. Bibcode :2018Tectp.744..403S. doi :10.1016/j.tecto.2018.07.021. S2CID  135335764.
  70. ^ Кример, К.; Гордон, Р. Г. (2014). «Деформация Тихоокеанской плиты от горизонтального теплового сжатия». Геология . 42 (10): 847–850. Bibcode :2014Geo....42..847K. doi :10.1130/G35874.1. hdl : 1911/77150 .
  71. ^ Кордери, М. Дж.; Дэвис, Г. Ф.; Кэмпбелл, И. Х. (1997). «Происхождение базальтовых потоков из мантийных плюмов, содержащих эклогит». Журнал геофизических исследований . 102 (B9): 20179–20197. Bibcode : 1997JGR...10220179C. doi : 10.1029/97JB00648 .
  72. ^ Silver, PG; Behn, MD; Kelley, K.; Schmitz, M.; Savage, B. (2006). «Понимание кратонных затопленных базальтов». Earth and Planetary Science Letters . 245 (1–2): 190–210. Bibcode : 2006E&PSL.245..190S. doi : 10.1016/j.epsl.2006.01.050. S2CID  257228.
  73. ^ ab Кристиансен, RL; Фоулджер, GR; Эванс, JR (2002). «Верхнемантийное происхождение Йеллоустонской горячей точки». Бюллетень GSA . 114 (10): 1245–1256. Bibcode : 2002GSAB..114.1245C. doi : 10.1130/0016-7606(2002)114<1245:UMOOTY>2.0.CO;2.
  74. ^ ab Foulger, GR; Christiansen, RL; Anderson, DL (2015). «Трек „горячей точки“ Йеллоустоуна является результатом миграции расширения бассейна-хребта». В Foulger, GR; Lustrino, M.; King, SD (ред.). Междисциплинарная Земля: том в честь Дона Л. Андерсона. Геологическое общество Америки. стр. 215–238. doi :10.1130/2015.2514(14). ISBN 9780813725147. S2CID  54675841.
  75. ^ Thatcher, W.; Foulger, GR; Julian, BR; Svarc, J.; Quilty, E.; Bawden, GW (1999). «Современная деформация в провинции Бассейн и Хребет, Западная часть Соединенных Штатов». Science . 283 (5408): 1714–1718. Bibcode :1999Sci...283.1714T. doi :10.1126/science.283.5408.1714. PMID  10073932.
  76. ^ Monastero, FC; Katzenstein, AM; Miller, JS; Unruh, JR; Adams, MC; Richards-Dinger, K. (2005). «Геотермальное поле Косо: зарождающийся комплекс метаморфического ядра». GSA Bulletin . 117 (11–12): 1534–1553. Bibcode : 2005GSAB..117.1534M. doi : 10.1130/B25600.1.
  77. ^ Райли, П.; Тикофф, Б.; Хилдрет, В. (2012). «Транстенсиональная деформация и структурный контроль смежных, но независимых магматических систем». Geosphere . 8 (4): 740–751. doi : 10.1130/GES00662.1 .
  78. ^ Puskas, CM; Smith, RB (2009). «Внутриплитная деформация и микроплитная тектоника горячей точки Йеллоустоун и окружающей западной части США». Журнал геофизических исследований . 114 (B4): B04410. Bibcode : 2009JGRB..114.4410P. doi : 10.1029/2008JB005940.
  79. ^ Кунц, MA; Ковингтон, HR; Шорр, LJ (1992). «Обзор базальтового вулканизма Восточной равнины реки Снейк, Айдахо». В Link, PK; Кунц, MA; Пиатт, LB (ред.). Региональная геология Восточного Айдахо и Западного Вайоминга . Геологическое общество Америки. стр. 227–268. doi :10.1130/MEM179-p227. ISBN 9780813711799.
  80. ^ Raymond, CA; Stock, JM; Cande, SC (2000). «Быстрое палеогеновое движение горячих точек Тихого океана из пересмотренных ограничений глобальной цепи плит». В Richards, MA; Gordon, RG; van der Hilst, RD (ред.). История и динамика движений плит: AGU Geophysical Monograph 121. Американский геофизический союз. стр. 359–375. doi :10.1029/GM121p0359. ISBN 9781118668535.
  81. ^ Tarduno, JA; Duncan, RA; Scholl, DW; Cottrell, RD; Steinberger, B.; Thordarson, T.; Kerr, BC; Neal, CR; Frey, FA; Torii, M.; Carvallo, C. (2003). «Подводные горы Императора: движение на юг гавайского плюма горячей точки в мантии Земли». Science . 301 (5636): 1064–1069. Bibcode :2003Sci...301.1064T. doi : 10.1126/science.1086442 . PMID  12881572. S2CID  15398800.
  82. ^ DeLaughter, JE; Stein, CA; Stein, S. (2005). "Горячие точки: вид с swells". В Foulger, GR; Natland, JH; Presnall, DC; Anderson, DL (ред.). Плиты, плюмы и парадигмы: Специальный доклад Геологического общества Америки 388. Геологическое общество Америки. стр. 257–278. doi :10.1130/0-8137-2388-4.257. ISBN 9780813723884.
  83. ^ Стюарт, У. Д.; Фоулгер, ГР; Баралл, М. (2007). «Распространение вулканической цепи Гавайи-Император под воздействием охлаждения Тихоокеанской плиты». В Фоулгере, ГР; Джурди, ДМ (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Специальный доклад Геологического общества Америки 430. Геологическое общество Америки. стр. 497–506. doi :10.1130/2007.2430(24). ISBN 9780813724300.
  84. ^ Нортон, IO (2007). «Размышления о меловой тектонической истории северо-западной части Тихого океана и тектоническом происхождении горячей точки на Гавайях». В Foulger, GR; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Специальный доклад Геологического общества Америки 430. Том 430. Геологическое общество Америки. стр. 451–470. doi :10.1130/2007.2430(22). ISBN 9780813724300.
  85. ^ Хагструм, Джонатан Т. (2005). «Антиподальные горячие точки и биполярные катастрофы: были ли причиной столкновения крупных океанических тел?» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 236 (1–2): 13–27. Bibcode : 2005E&PSL.236...13H. doi : 10.1016/j.epsl.2005.02.020.
  86. ^ Керр, Ричард А. (31 января 1997 г.). «Глубоко погружающиеся плиты перемешивают мантию». Science . 275 (5300). AAAS: 613–615. doi :10.1126/science.275.5300.613. S2CID  129593362 . Получено 13 июня 2013 г. .
  87. ^ Ji, Ying; ataf, Henri-Claude N (июнь 1998 г.). «Обнаружение мантийных плюмов в нижней мантии методом дифракционной томографии: Гавайи». Earth and Planetary Science Letters . 159 (3–4): 99–115. Bibcode : 1998E&PSL.159...99J. doi : 10.1016/S0012-821X(98)00060-0.
  88. ^ Джеймс, Дэвид Э.; Фоуч, Мэтью Дж.; Карлсон, Ричард У.; Рот, Джеффри Б. (май 2011 г.). «Фрагментация плиты, краевой поток и происхождение следа горячей точки Йеллоустоуна». Earth and Planetary Science Letters . 311 (1–2): 124–135. Bibcode : 2011E&PSL.311..124J. doi : 10.1016/j.epsl.2011.09.007.
  89. ^ Шмандт, Брэндон; Дьюкер, Кеннет; Хамфрис, Юджин и Хансен, Стивен (апрель 2012 г.). «Подъем горячей мантии через 660° под Йеллоустоуном» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 331–332: 224–236. Bibcode : 2012E&PSL.331..224S. doi : 10.1016/j.epsl.2012.03.025.
  90. ^ Керр, Ричард А. (июнь 2013 г.). «Геофизические исследования, связывающие глубины Земли и геологию заднего двора». Science . 340 (6138): 1283–1285. Bibcode :2013Sci...340.1283K. doi :10.1126/science.340.6138.1283. PMID  23766309.
  91. ^ Керр, Ричард А. (апрель 2013 г.). «The Deep Earth Machine Is Coming Together». Science . 340 (6128): 22–24. Bibcode :2013Sci...340...22K. doi :10.1126/science.340.6128.22. PMID  23559231.

Дальнейшее чтение

Андерсон, ДЛ (2001). «Нисходящая тектоника». Science . 293 (5537): 2016–2018. doi :10.1126/science.1065448. PMID  11557870. S2CID  19972709.

Андерсон, ДЛ (2007). Новая теория Земли . Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 9781139462082.

Кристиансен, Р. Л.; Фоулджер, Г. Р.; Эванс, Дж. Р. (2002). «Верхнемантийное происхождение Йеллоустонской горячей точки». Бюллетень GSA . 114 (10): 1245–1256. Bibcode : 2002GSAB..114.1245C. doi : 10.1130/0016-7606(2002)114<1245:UMOOTY>2.0.CO;2.

Foulger, GR (2007). «Модель „плиты“ для генезиса аномалий плавления». В Foulger, GR; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Геологическое общество Америки, специальный доклад 430. Геологическое общество Америки. стр. 1–28. ISBN 978-0813724300.

Foulger, GR (2010). Плиты против плюмов: геологический спор . Oxford: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4443-3679-5.

Foulger, GR (2020). "Теория плит вулканизма". MantlePlumes.org . Получено 10 декабря 2020 г. .

Foulger, GR (2021). «Теория плит для вулканизма». В Alderton, D.; Elias, SA (ред.). Энциклопедия геологии (второе изд.). Academic Press, Oxford. стр. 879–890. doi :10.1016/B978-0-08-102908-4.00105-3. ISBN 9780081029091. S2CID  226685034.

Foulger, GR; Natland, JH (2003). «Является ли вулканизм «горячих точек» следствием тектоники плит?». Science . 300 (5621): 921–922. doi :10.1126/science.1083376. PMID  12738845. S2CID  44911298.

Гамильтон, У. Б. (2011). «Тектоника плит началась в неопротерозое, и плюмы из глубин мантии никогда не действовали». Литос . 123 (1–4): 1–20. Bibcode : 2011Litho.123....1H. doi : 10.1016/j.lithos.2010.12.007.

Иванов, А. (2007). «Оценка различных моделей происхождения сибирских траппов». В Foulger, G., GR; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Геологическое общество Америки , специальный доклад 430. Том 430. Геологическое общество Америки. стр. 669–692. doi :10.1130/2007.2430(31). ISBN 9780813724300.

Коренага, Дж. (2005). «Почему плато Онтонг-Ява не образовалось субаэрально?». Earth and Planetary Science Letters . 234 (3–4): 385–399. doi :10.1016/j.epsl.2005.03.011.

Lustrino, M. (2016). «(Более) пятидесяти оттенков перьев». В Calcaterra, D.; Mazzoli, S.; Petti, FM; Carmina, B.; Zuccari, A. (ред.). Науки о Земле на изменяющейся планете: учимся у прошлого, исследуем будущее. 88-й Национальный конгресс Итальянского геологического общества. Геологическое общество Италии. стр. 235. doi :10.13140/RG.2.2.10244.12165.

Meibom, A.; Anderson, DL; Sleep, NH; Frei, R.; Chamberlain, CP; Hren, MT; Wooden, JL (2003). «Являются ли высокие отношения 3He/4He в океанических базальтах индикатором компонентов плюма в глубинной мантии?». Earth and Planetary Science Letters . 208 (3–4): 197–204. Bibcode : 2003E&PSL.208..197M. doi : 10.1016/S0012-821X(03)00038-4.

Мур, А.; Бленкинсоп, Т.; Коттерилл, Ф. (2008). «Контроль над постгондванским щелочным вулканизмом в Южной Африке». Earth and Planetary Science Letters . 268 (1–2): 151–164. Bibcode : 2008E&PSL.268..151M. doi : 10.1016/j.epsl.2008.01.007.

Natland, JH; Winterer, EL (2005). "Контроль трещин при вулканической активности в Тихом океане". В Foulger, GR; Natland, JH; Presnall, DC; Anderson, DL (ред.). Плиты, плюмы и парадигмы: Специальный доклад Геологического общества Америки 388. Геологическое общество Америки. стр. 687–710. doi :10.1130/0-8137-2388-4.687. ISBN 9780813723884.

Niu, Y. (2009). «Некоторые основные концепции и проблемы петрогенезиса внутриплитных океанических островных базальтов». Chinese Science Bulletin . 54 (22): 4148–4160. Bibcode : 2009ChSBu..54.4148N. doi : 10.1007/s11434-009-0668-3. S2CID  55429423.

Peace, AL; Foulger, GR; Schiffer, C.; McCaffrey, KJW (2017). «Эволюция Лабрадорского моря и Баффинова залива: процессы плиты или плюма?». Geoscience Canada . 44 (3): 91–102. doi : 10.12789/geocanj.2017.44.120 . S2CID  54945634.

Пресналл, Д.; Гудфиннссон, Г. (2011). «Океанический вулканизм из зоны низкой скорости – без мантийных плюмов». Журнал петрологии . 52 (7–8): 1533–1546. doi : 10.1093/petrology/egq093 .

Шет, ХК (2005). «Были ли базальты Деканского потока получены частично из древней океанической коры внутри индийской континентальной литосферы?». Gondwana Research . 8 (2): 109–127. Bibcode : 2005GondR...8..109S. doi : 10.1016/S1342-937X(05)71112-6.

Смит, А.Д.; Льюис, К. (1999). «Планета за пределами гипотезы шлейфа». Earth-Science Reviews . 48 (3): 135–182. Bibcode : 1999ESRv...48..135S. doi : 10.1016/S0012-8252(99)00049-5.

van Wijk, JW; Huismans, RS; Ter Voorde, M.; Cloetingh, SAPL (2001). «Образование расплава на вулканических континентальных окраинах: нет необходимости в мантийном плюме?». Geophysical Research Letters . 28 (20): 3995–3998. Bibcode : 2001GeoRL..28.3995V. doi : 10.1029/2000GL012848. S2CID  130262336.

Vogt, PR; Jung, WY. (2007). «Происхождение вулканов Бермудских островов и Бермудского поднятия: история, наблюдения, модели и головоломки». В Foulger, G., GR; Jurdy, DM (ред.). Плиты, плюмы и планетарные процессы: Специальный доклад Геологического общества Америки 430. Геологическое общество Америки. стр. 553–592. doi :10.1130/2007.2430(27). ISBN 9780813724300.

Внешние ссылки

Найдите информацию о внутриплитном вулканизме в Викисловаре, бесплатном словаре.