Горячая точка Макдональда находится в Тихом океане и обозначена на этой карте номером 24.Горячая точка Макдональда была сгруппирована в Тихоокеанскую горячую точку.
Горячая точка Макдональда (также известная как «Тубуаи» или «Старый Руруту» [1] ) — вулканическая горячая точка в южной части Тихого океана . Горячая точка была ответственна за формирование подводной горы Макдональда и, возможно, цепи островов Острал — Кука . [2] Вероятно, она не сгенерировала весь вулканизм на островах Острал и Кука, поскольку данные о возрасте указывают на то, что для образования некоторых вулканов требовалось несколько дополнительных горячих точек.
Вулканизм в южной части Тихого океана был связан с «Южно-Тихоокеанским суперсвеллом», регионом, где морское дно аномально мелкое. Это место расположения ряда часто недолговечных вулканических цепей, включая ранее упомянутые горячие точки, а также горячую точку Араго , Маркизские острова и Раротонга . Под Суперсвеллом в мантии была обнаружена область апвеллинга , хотя нехватка сейсмических станций в этих регионах затрудняет его надежное отображение. [5] В случае Макдональда, похоже, что аномалия низкой скорости в мантии поднимается из другой аномалии на глубине 1200 километров (750 миль) к поверхности. [6] Это объясняется наличием «суперплюма», очень большого мантийного плюма, который также сформировал океанические плато во время мелового периода , [7] с современным вулканизмом на вулканах Общества и Макдональд, происходящим из вторичных плюмов, которые поднимаются от суперплюма к коре. [8] Эта ассоциация может объяснить шоссе Hotspot в южной части Тихого океана, впервые описанное в 2010 году. [9] Зона сверхнизкой скорости под Питкэрном простирается до горячей точки Истер и горячей точки Макдональд. [10]
Местная геология
Острова Острал и острова Кука , возможно, были образованы горячей точкой Макдональда [11] , когда Тихоокеанская плита перемещалась над горячей точкой со скоростью 10–11 сантиметров в год (3,9–4,3 дюйма/год). Волна высотой 500–300 метров (1640–980 футов) подпирает острова Острал до подводной горы Макдональд [12] , которая в настоящее время является действующим вулканом на горячей точке Макдональда. [13] Они соответствуют модели линейного вулканизма, поскольку они постепенно меньше деградируют в юго-восточном направлении (за исключением Маротири, который, в отличие от других более экваториальных островов, не защищен коралловыми рифами и подвергся сильной эрозии), а действующий вулкан Макдональд находится на их юго-восточном конце. [14] Однако в этом районе, по-видимому, также есть несколько более старых гайотов , некоторые из которых демонстрируют доказательства того, что на них образовались вторичные вулканы. Возможно, что гайоты намного старше и что литосферные аномалии периодически активизировались и вызывали возобновление вулканизма на старых гайотах. [15]
Кроме того, датирование различных вулканов в цепи Кука-Острал указывает на то, что нет простой возрастной прогрессии от подводной горы Макдональд и что цепь, по-видимому, состоит из двух отдельных рядов. В то время как более молодой возраст Атиу и Аитутаки может быть объяснен дальним эффектом роста Раротонги , сам Раротонга примерно на 18–19 миллионов лет моложе, чем можно было бы ожидать, если бы он был образован Макдональдом. [16] [17] Дополнительные более молодые возрасты некоторых вулканов, таких как Руруту, были объяснены наличием дополнительной системы, горячей точки Араго , [18] и некоторых пород из Тубуаи и Раивавае [17], а также более глубоких образцов, взятых на других вулканах, по-видимому, слишком стары, чтобы их можно было объяснить горячей точкой Макдональда. Эти возрасты могут указывать на то, что некоторые вулканы изначально были образованы горячей точкой Фонда . [19] Другие проблемы с использованием горячей точки для объяснения этого вулканизма заключаются в сильном изменении состава вулканизма между различными сооружениями, [20] и в том, что ряд островов Кука не расположены на реконструированном пути горячей точки Макдональда. [21] Некоторые из этих расхождений могут быть связаны с наличием нескольких горячих точек или реактивацией мертвого вулканизма из-за прохождения поблизости другой горячей точки. [22]
Высокое отношение гелия-3 к гелию-4 было использовано для вывода о глубоком мантийном происхождении магм горячих точек вулканов. [23] Образцы гелия , взятые из Макдональда, подтверждают это утверждение [24] и были использованы для исключения представления о том, что такие магмы могут быть получены из коры , хотя происхождение в примитивных обогащенных гелием секторах литосферы возможно . [25] Сейсмическая томография изобразила мантийный плюм под горячей точкой Макдональда. [26]
Кандидаты на строительство
Горячая точка могла быть активной в течение 70 миллионов лет (больше, чем у горячей точки Араго) [27] , возможно, образуя такие вулканы, как:
Подводная гора Ра расположена на пути Макдональда, но она слишком стара, чтобы быть образованной этой горячей точкой. [22]
Маротири , Рапа , Раивавае , Тубуаи и более древние вулканы Руруту [28] и подводной горы Араго [29] , и эта корреляция частично подтверждается изотопными данными, хотя, по-видимому, произошло изменение изотопного состава между Раивавае и Рапа [30] , возможно, как следствие пересечения горячей точкой зоны разлома Аустрэл. [31] Более древние возрасты Маротири могут указывать на отдельное вулканическое событие, вызванное тем же источником, что и подводная гора Ра. [32]
Подводная гора ZEP2-7 возле Руруту. [29]
Банк Нейлсона идет по стопам Макдональда, но его возраст намного старше прогнозируемого и его точность вызывает сомнения. [32]
Подводная гора ZEP2-19 может иметь возраст 8,8 миллионов лет. [32]
Раротонга во время олигоцена , но также и с более поздним вулканизмом. [34]
Атолл Роуз и подводная гора Малулу в Самоа , если им около 40 миллионов лет. [9] Подводные горы Моки, Дино и Малулу являются более вероятными продуктами горячей точки Макдональда, поскольку атолл Роуз был связан с горячей точкой Араго , [35] а Моки имеет соответствующий состав. [36] Малулу и Папатуа могли быть образованы либо горячей точкой Макдональда, либо горячей точкой Араго. [37]
Токелау , на основе реконструкции плит и изотопных данных. [38] [39]
Острова Гилберта , [40] хотя такой путь потребовал бы изгиба на пути горячей точки. Изгиб существует в цепи подводных гор Гавайи-Император [41], но существует ли он в Макдональде, неясно. [42] [43] Прогнозируется, что он произойдет недалеко от того места, где сегодня находится горячая точка Самоа . [44]
Северные Маршалловы острова находились выше точки Макдональда 100–150 миллионов лет назад. [45] Позже некоторые из этих подводных гор и атоллов подверглись влиянию точек Руруту , Общества и Раротонга, что привело к сложной истории вулканизма и поднятия. [46]
Северная часть цепи Ралик [48] также могла быть образована горячей точкой Макдональда, хотя неопределенности в движении плит до примерно 90 миллионов лет назад делают любую такую реконструкцию неопределенной. [49]
Позднемеловой вулканизм подводных гор Локкворквор и Ломьенаелик. [51]
Аптско - альбский вулканизм на гайотах Лоббадеде и Лева, за которым последовала возобновленная активность на Лоббадеде 82,4 млн лет назад, вероятно, связанная с горячей точкой Руруту . [51]
Магеллановы горы могли быть подвержены влиянию магм и расплавов, поднимающихся из Макдональда и других горячих точек южной части Тихого океана. В частности, Ита Май Тай имеет составы, напоминающие Раротонга и (в меньшей степени) горячую точку Макдональда. [52]
^ Konter, Jasper G.; Finlayson, Valerie A.; Engel, Jacqueline; Jackson, Matthew G.; Koppers, Anthony AP; Sharma, Shiv K. (22 апреля 2019 г.). «Характеристика образцов дноуглубительных работ Тувалу, Самоа и Лау с использованием лазерно-индуцированной эмиссионной спектроскопии (LIBS)». Applied Spectroscopy . 73 (6): 625. Bibcode :2019ApSpe..73..623K. doi : 10.1177/0003702819830793 . ISSN 0003-7028. PMID 30700109. S2CID 73411474.
^ WJ Morgan (1971). «Конвективные струи в нижней мантии». Nature . 230 (5288): 42–43. Bibcode : 1971Natur.230...42M. doi : 10.1038/230042a0. S2CID 4145715.
^ Бинард и др. 2004, стр. 158.
^ Бинард и др. 2004, стр. 157.
^ Танака и др. 2009, стр. 268.
^ Танака и др. 2009, стр. 276.
^ Суэцугу и Ханю 2013, с. 260.
^ Суэцугу и Ханю 2013, с. 267.
^ ab Джексон, Мэтью Г.; Харт, Стэнли Р.; Контер, Джаспер Г.; Копперс, Энтони А. П.; Штаудигель, Хуберт; Курц, Марк Д.; Блюштайн, Ежи; Синтон, Джон М. (2010). "Трасса горячей точки Самоа на "шоссе горячей точки": Последствия для мантийных плюмов и глубокого источника мантии Самоа". Геохимия, геофизика, геосистемы . 11 (12). Bibcode : 2010GGG....1112009J. doi : 10.1029/2010GC003232. ISSN 1525-2027. S2CID 131425199.
^ Ли, Чжи; Мартин, Карл; Коттаар, Санне (апрель 2024 г.). «Сейсмические наблюдения новой ULVZ под южной частью Тихого океана». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 129 (4): 10. дои : 10.1029/2023JB026941.
^ Таландье и Окал 1984, с. 813.
^ Бидо и Хекинян 2004, с. 309.
^ Бидо и Хекинян 2004, с. 312.
^ Джонсон и Малахофф 1971, с. 3284.
^ Джонсон и Малахофф 1971, с. 3289.
^ Томпсон, генеральный директор; Мальпас, Дж.; Смит, Ян Э.М. (2010). «Вулканическая геология Раротонги, южная часть Тихого океана». Новозеландский журнал геологии и геофизики . 41 (1): 95. дои : 10.1080/00288306.1998.9514793 .
^ ab DALRYMPLE, G. BRENT; JARRARD, RD; CLAGUE, DA (1 октября 1975 г.). "K-Ar возраст некоторых вулканических пород с островов Кука и Острал". GSA Bulletin . 86 (10): 1466. Bibcode : 1975GSAB...86.1463D. doi : 10.1130/0016-7606(1975)86<1463:KAOSVR>2.0.CO;2. ISSN 0016-7606.
^ Бонневиль и др. 2002, стр. 1024.
^ МакНатт и др. 1997, стр. 480.
^ МакНатт и др. 1997, стр. 482.
^ ab Fleitout, L.; Moriceau, C. (1 июля 1992 г.). "Коротковолновый геоид, батиметрия и конвективная структура под Тихим океаном". Geophysical Journal International . 110 (1): 13. Bibcode : 1992GeoJI.110....6F. doi : 10.1111/j.1365-246X.1992.tb00709.x . ISSN 0956-540X.
^ abc Morgan & Morgan 2007, стр. 59.
^ Морейра и Аллегре 2004, с. 984.
^ Морейра и Аллегре 2004, с. 986.
^ Морейра и Аллегре 2004, с. 987.
^ Вэй и др. 2022, стр. 8.
^ Джексон и др. 2024, стр. 1.
^ Човель и др. 1997, с. 127.
^ ab Wei et al. 2022, стр. 9.
^ Човель и др. 1997, с. 133.
^ Вудхед, Джон Д. (1996). «Экстремальный HIMU в океанической обстановке: геохимия острова Мангаиа (Полинезия) и временная эволюция горячей точки Кука — Австралии». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 72 (1–2): 16. Bibcode : 1996JVGR...72....1W. doi : 10.1016/0377-0273(96)00002-9.
^ abc Morgan & Morgan 2007, стр. 60.
^ Бонневиль и др. 2002, стр. 1025.
^ Sipkin, Stuart A.; Jordan, Thomas H. (10 апреля 1975 г.). «Боковая неоднородность верхней мантии, определенная по времени прохождения». Journal of Geophysical Research . 80 (11): 1479. Bibcode : 1975JGR....80.1474S. doi : 10.1029/JB080i011p01474.
^ Бафф и др. 2021, стр. 543.
^ Прайс и др. 2022, стр. 2.
^ Прайс и др. 2022, стр. 16.
^ Контер, Дж.Г.; Копперс, А.А.; Штаудигель, Х.; Ханан, BB; Блихерт-Тофт, Дж. (1 декабря 2004 г.). «Периодический вулканизм в южной части Тихого океана: отслеживание постоянных геохимических источников». Тезисы осеннего собрания АГУ . 51 : V51B–0538. Бибкод : 2004AGUFM.V51B0538K.
^ Финлейсон и др. 2018, стр. 171.
↑ Джаррард и Клэг 1977, стр. 67.
↑ Джаррард и Клэг 1977, стр. 68.
^ Джексон и др. 2024, стр. 3.
^ Бафф и др. 2021, стр. 541.
^ Финлейсон и др. 2018, стр. 175.
^ Бергерсен 1995, стр. 609.
^ Линкольн, Прингл и Сильва 1993, стр. 303.
^ Бергерсен 1995, стр. 610.
^ Бергерсен 1995, стр. 612.
^ Бергерсен 1995, стр. 611.
^ Штаудигель, Хуберт; Парк, К.-Х.; Прингл, М.; Рубенстоун, Дж. Л.; Смит, У. Х. Ф.; Зиндлер, А. (1991). «Долговечность южнотихоокеанской изотопной и термальной аномалии». Earth and Planetary Science Letters . 102 (1): 34. Bibcode : 1991E&PSL.102...24S. doi : 10.1016/0012-821x(91)90015-a .
^ abcd Линкольн, Прингл и Сильва 1993, стр. 300.
^ Вэй, Сюнь; Чжан, Го-Лян; Чжан, Цзи; Ши, Сюэ-Фа; Кастильо, Патерно Р.; Чжан, Янь; Чжан, Вань-Фэн; Сюй, И-Ган; Ли, Хун-Янь; Чжан, Хуэй (октябрь 2024 г.). «Перекрывающиеся следы горячих точек и расплавы из диффузных материалов плюма в верхней мантии образовали внутриплитные группы подводных гор в западной части Тихого океана». Earth and Planetary Science Letters . 643 : 14. doi : 10.1016/j.epsl.2024.118901 .
Источники
Бергерсен, ДД (1995). «Трассы меловых горячих точек через Маршалловы острова» (PDF) . Труды Программы океанического бурения, 144 научных результата . Том 144. doi :10.2973/odp.proc.sr.144.018.1995.
Бидо, Д.; Хекиниан, Р. (2004). «Внутриплитные обломки габброидных пород, выброшенные из магматического очага подводной горы Макдональд (Австрал горячая точка): сравнение с другими провинциями». Океанические горячие точки . Springer, Берлин, Гейдельберг. стр. 309–348. doi :10.1007/978-3-642-18782-7_11. ISBN 978-3-642-62290-8.
Binard, N.; Hekinian, R.; Stoffers, P.; Cheminée, JL (2004). "Южно-Тихоокеанский внутриплитный вулканизм: структура, морфология и стиль извержения". Oceanic Hotspots . Springer, Berlin, Heidelberg. стр. 157–207. doi :10.1007/978-3-642-18782-7_6. ISBN 978-3-642-62290-8.
Bonneville, Alain; Suavé, Raymond Le; Audin, Laurence; Clouard, Valérie; Dosso, Laure; Gillot, Pierre Yves; Janney, Philip; Jordahl, Kelsey; Maamaatuaiahutapu, Keitapu (1 ноября 2002 г.). "Подводная гора Араго: пропавшая горячая точка, обнаруженная на островах Аустрал". Geology . 30 (11): 1023–1026. Bibcode : 2002Geo....30.1023B. doi : 10.1130/0091-7613(2002)030<1023:ASTMHF>2.0.CO;2. ISSN 0091-7613.
Buff, L.; Jackson, MG; Konrad, K.; Konter, JG; Bizimis, M.; Price, A.; Rose-Koga, EF; Blusztajn, J.; Koppers, AAP; Herrera, Santiago (12 января 2021 г.). ""Недостающие звенья" для долгоживущих горячих точек Макдональда и Араго, южная часть Тихого океана". Geology . 49 (5): 541–544. Bibcode : 2021Geo....49..541B. doi : 10.1130/G48276.1. ISSN 0091-7613. S2CID 229408118.
Chauvel, C. ; McDonough, W.; Guille, G.; Maury, R.; Duncan, R. (1997). «Контрастирование старого и молодого вулканизма на острове Руруту, цепь Острал». Chemical Geology . 139 (1–4): 125–143. Bibcode :1997ChGeo.139..125C. doi :10.1016/s0009-2541(97)00029-6.
Finlayson, VA; Konter, JG; Konrad, K.; Koppers, AAP; Jackson, MG; Rooney, TO (15 октября 2018 г.). «Изотопы Sr–Pb–Nd–Hf и возрасты 40Ar/39Ar выявляют изгиб в стиле Гавайев–Императора в горячей точке Руруту». Earth and Planetary Science Letters . 500 : 168–179. Bibcode : 2018E&PSL.500..168F. doi : 10.1016/j.epsl.2018.08.020 . ISSN 0012-821X. S2CID 135064417.
Джексон, MG; Финлейсон, VA; Стейнбергер, Бернхард; Конрад, Кевин (август 2024 г.). «Когда плато подавляет плюм: исчезновение самоанского плюма под плато Онтонг-Ява». AGU Advances . 5 (4). doi :10.1029/2023AV001079.
Jarrard, Richard D.; Clague, David A. (1977). "Значение возраста островов и подводных гор Тихого океана для происхождения вулканических цепей". Reviews of Geophysics . 15 (1): 57. Bibcode : 1977RvGSP..15...57J. doi : 10.1029/RG015i001p00057.
Джонсон, Рокне Х.; Малахофф, Александр (10 мая 1971 г.). «Связь вулкана Макдональд с миграцией вулканизма вдоль южной цепи». Журнал геофизических исследований . 76 (14): 3282–3290. Bibcode : 1971JGR....76.3282J. doi : 10.1029/JB076i014p03282. ISSN 2156-2202.
Lincoln, Jonathan M.; Pringle, Malcolm S.; Silva, Isabella Premoli (1993). "Ранний и поздний меловой вулканизм и рифообразование на Маршалловых островах". Мезозойская Тихоокеанская флора и фауна: геология, тектоника и вулканизм: том памяти Си Шлангера . Серия геофизических монографий. Том 77. Американский геофизический союз. С. 279–305. Bibcode : 1993GMS....77..279L. doi : 10.1029/gm077p0279. ISBN 978-0-87590-036-0.
МакНатт, МК ; Кэресс, ДВ; Рейнольдс, Дж.; Джордал, КА; Дункан, РА (2 октября 1997 г.). «Неспособность теории плюма объяснить вулканизм срединной плиты на южных островах Австралии». Nature . 389 (6650): 479–482. Bibcode :1997Natur.389..479M. doi :10.1038/39013. ISSN 0028-0836. S2CID 205026871.
Moreira, Manuel; Allègre, Claude (1 августа 2004 г.). «Изотопы гелия на подводной горе Макдональд (цепь Аустраль): ограничения на происхождение суперсвелла». Comptes Rendus Geoscience . 336 (11): 983–990. Bibcode : 2004CRGeo.336..983M. doi : 10.1016/j.crte.2004.04.006.
Морган, В. Джейсон; Морган, Джейсон Фиппс (2007). "Скорости плит в системе отсчета горячих точек: электронное приложение". geosociety.org . doi : 10.1130/2007090 .
Прайс, Эллисон А.; Джексон, Мэтью Г.; Блихерт-Тофт, Янне; Конрад, Кевин; Бизимис, Майкл; Копперс, Энтони А.П.; Контер, Джаспер Г.; Финлейсон, Валери А.; Синтон, Джон М. (1 марта 2022 г.). «Различие вулканического вклада в перекрывающиеся следы Самоанских и Куковско-Австралских горячих точек». Журнал петрологии . 63 (5): egac032. doi :10.1093/petrology/egac032.
Suetsugu, Daisuke; Hanyu, Takeshi (2013). «Происхождение горячих точек в южной части Тихого океана: последние достижения в сейсмологических и геохимических моделях». Geochemical Journal . 47 (2): 259–284. Bibcode : 2013GeocJ..47..259S. doi : 10.2343/geochemj.2.0229 .
Talandier, Jacques; Okal, Emile A. (1 сентября 1984 г.). «Новые исследования подводной горы Макдональд, южно-центральная часть Тихого океана, после вулканосейсмической активности, 1977–1983 гг.». Geophysical Research Letters . 11 (9): 813–816. Bibcode : 1984GeoRL..11..813T. doi : 10.1029/GL011i009p00813. ISSN 1944-8007.
Tanaka, S.; Obayashi, M.; Suetsugu, D.; Shiobara, H.; Sugioka, H.; Yoshimitsu, J.; Kanazawa, T.; Fukao, Y.; Barruol, G. (2009). "Томография мантии под южнотихоокеанским суперсвеллом с помощью P-волн, полученная в ходе совместных широкополосных сейсмических экспериментов на дне океана и островах" (PDF) . Physics of the Earth and Planetary Interiors . 172 (3–4): 268–277. Bibcode :2009PEPI..172..268T. doi :10.1016/j.pepi.2008.10.016.
Вэй, Сюнь; Ши, Сюэ-Фа; Сюй, И-Ган; Кастильо, Патерно Р.; Чжан, Янь; Чжан, Ле; Чжан, Хуэй (5 января 2022 г.). «Подводные горы Уэйк среднего мелового периода на северо-западе Тихого океана возникают из вторичных мантийных плюмов с составом горячей точки Араго». Химическая геология . 587 : 120632. Bibcode : 2022ChGeo.58720632W. doi : 10.1016/j.chemgeo.2021.120632. ISSN 0009-2541. S2CID 244121112.
