Горячая точка Кергелен — это вулканическая точка на плато Кергелен в южной части Индийского океана . [1] Горячая точка Кергелен производила базальтовую лаву в течение примерно 130 миллионов лет, а также образовала острова Кергелен , плато Натуралисте , остров Херд , острова Макдональд , крупную магматическую провинцию Комей на юге Тибета и траппы Раджмахал . [2] Одна из связанных с ней особенностей, хребет Девяносто Восточный , отличается своей длиной более 5000 км (3100 миль), являясь самой длинной линейной тектонической особенностью на Земле. [3] [4] Общий объем магмы, извергнутой за 130 миллионов лет с сопутствующими особенностями, оценивается примерно в 25 000 000 км 3 (6 000 000 куб. миль). [5] Однако, как и крупные магматические провинции и подводные горы, горячая точка взаимодействовала с другими особенностями спрединга морского дна, поэтому эта цифра объема имеет некоторую неопределенность. [6]
Последняя активность очага Кергелена наблюдалась вблизи островов Херд и Макдональд , где есть два действующих вулкана, но его нынешнее местоположение может быть довольно обширной областью Центрального плато Кергелен, простирающейся на расстояние около 440 км (270 миль), [7] обратно в архипелаг Кергелен , поскольку там наблюдается некоторая текущая геотермальная активность с активными фумаролами. [8] Некоторые модели тектоники плит отдают предпочтение таким более северо-восточным местоположениям. [9] Основная часть щелочных базальтов Кергеленских островов отложилась между 30 и 24 миллионами лет назад. [7] Однако более молодые лавы к юго-востоку от архипелага, которые в основном встречаются в виде даек или пробок в этих базальтах, имеют возраст от 10 до 6 миллионов лет. [7] На юге стратовулкан Мон - Росс на Гранд-Тер имеет возраст от 2 миллионов до 100 000 лет. [7]
Состав плато Амстердам-Сент-Пол возрастом 10 миллионов лет, расположенного недалеко от современной границы плит Юго-Восточного Индийского хребта, имеет сходство с извержениями горячей точки Кергелен, поэтому недавно активные вулканы на нем были отнесены некоторыми к этой горячей точке, а не к отдельной горячей точке Амстердам-Сент-Пол . В таком случае на острове Амстердам, примерно в 1400 км (870 миль) к северо-востоку от архипелага Кергелен, есть вулкан, который должен был извергаться, возможно, в течение прошлого столетия, подводная гора Бумеранг извергалась в 1995 году, а близлежащий остров Сен-Пол извергался в 1793 году. [10] [8] [11]
Горячая точка Кергелен использовалась для интерпретации истории тектоники плит Индо-Австралийской плиты , хотя сама горячая точка сейчас расположена под Антарктической плитой . [7] Модели динамики основных плит, основанные на гипотезе мантийного плюма , дают хорошее соответствие наблюдаемым возрастам за последние 130 миллионов лет, но некоторые детали состава не объясняются классической моделью плюма. [12] Важно понимать в обсуждении ниже, что упомянутые даты были получены за период около 50 лет, а те, что были найдены в более ранних работах, были обновлены при необходимости по мере анализа большего количества образцов. [12] Это может привести к тому, что события до примерно 40 миллионов лет назад будут иметь поправки около 10 миллионов лет. Существует школа мысли, которая приписывает по крайней мере две отдельные горячие точки активности, приписываемой некоторыми одной горячей точке Кергелен, и этот вопрос не решается с помощью последствий последнего моделирования тектонических плит. [8] Потенциально отдельная горячая точка Амстердам-Сент-Пол назначается в таких моделях для объяснения исторической активности на плато Амстердам-Сент-Пол к югу от Юго-Восточного Индийского хребта, при этом предыдущая активность этой горячей точки теперь к северу от Юго-Восточного Индийского хребта является подводными горами Цепи Мертвых Поэтов. [13] [8] Текущее местоположение этой горячей точки, если она существует, трудно определить, поскольку есть области недавней вулканической активности, которые могут быть связаны с все еще расширяющимся Юго-Восточным Индийским хребтом. В самых последних работах указаны две отдельные горячие точки. [14] [15]
Сто сорок миллионов лет назад нынешняя северо-восточная часть Индии (Бенгалия), юг Западной Австралии и части Земли Принцессы Елизаветы Антарктиды были смежными до распада Гондваны . [16] Первоначально Индия и Австралия вращались от Антарктиды с континентальным расширением земной коры между Австралией и Антарктидой примерно 132,5 миллиона лет назад . [17] Индия первой отделилась от Антарктиды, и это произошло примерно 132–130 миллионов лет назад , [18] хотя более ранние работы предполагали, что это произошло 124 миллиона лет назад . [16] Восточная Гондвана, включающая нынешнюю Антарктиду, Индию и Австралию, продолжала распадаться между 132,6 и 96 миллионами лет назад, при этом Индия переместилась на северо-запад от Австралии-Антарктиды, а расширение между Австралией и Антарктидой достигло наибольшей скорости. [17] Спрединг морского дна произошел в районе нынешнего плато Натуралист. [17] Индия начала свое столкновение с Азией примерно 70 миллионов лет назад . [16] Восточная Австралия и Антарктида завершили свое разделение, возможно, всего лишь 45 миллионов лет назад , [19] но в большинстве исторических моделей это произошло 67 миллионов лет назад . [16] Недавние исследования и свидетельства сейсмических событий, таких как землетрясения в Индийском океане в 2012 году , предполагают, что Индо-Австралийская плита могла расколоться на две или три отдельные плиты, в первую очередь из-за напряжений, вызванных столкновением Индо-Австралийской плиты с Евразией вдоль того, что позже стало Гималаями , [ 20] [21] и что Индийская плита и Австралийская плита могли быть разделены по крайней мере 3 миллиона лет назад . [22] Большая часть площади Девяностого восточного хребта, а также связанная с горячей точкой, является частью размытой границы между Индийской плитой и Австралийской плитой , поскольку они расходятся на север. [23] Современные структуры, такие как Элан-Бэнк, могли иметь свое расположение из-за скачков хребта в распространяющихся разломах в процессе расширения морского дна. [23]
Самые старые вулканические породы, приписываемые горячей точке Кергелен, как теперь известно, извергались в раннем меловом периоде в крупной магматической провинции Комей на юго-востоке Тибета 145 миллионов лет назад . [ 18] [28] Существует совпадение во времени между базальтами в этой области Тибета, самые молодые породы которой 130 миллионов лет назад, и теми, которые были найдены в тысячах миль отсюда в Банбери, Западная Австралия, возраст которых составляет до 137 миллионов лет , но некоторые из них моложе всего 123 миллиона лет . [18] Предыдущие работы предполагали максимальный возраст в Банбери 132,2 ± 0,3 миллиона лет назад . Оба являются относительно небольшими по объему вулканическими образованиями по сравнению с более поздними событиями. [18] Континентальный распад Индии и Антарктиды произошел около 132–130 миллионов лет назад . [18]
Между Западной Австралией и холмом Гульден-Драк на дне Индийского океана находятся плато Натуралисте, Валлаби и Зенит, которые извергались между 130 и 117 миллионами лет назад , [29] [27] теперь хорошо отделенные от Индии. Сивард-Диппинг-Рефлекторы, которые сейчас находятся на южном конце плато Кергелен около Антарктиды, также образовались в этот период более 126 миллионов лет назад . [16]
Южное плато Кергелен в расширяющемся бассейне Индийского океана образовалось между 120 и 110 миллионами лет назад [ 30] и представляло собой гораздо больший объем базальта, что соответствует крупной магматической провинции. В то же время мантийный плюм Кергелен также извергся к югу от провинции Комей, две ловушки северо-восточной Индии, Раджмахальские траппы и Силхетские траппы. Они извергались в период между 118,1 ± 0,3 миллиона лет назад [ 31] и 115 миллионами лет назад [32] . Извержения также происходили в этот период на том месте, где сейчас находится холм Гульден-Драк у берегов Западной Австралии, 117 миллионов лет назад из-за последующих движений тектонических плит . Наиболее подходящая тектоническая модель объясняет эти события тем, что около 115 миллионов лет назад головка мантийного плюма достигла поверхности под формирующимся Индийским океаном между Индией и Антарктидой, что привело к обширному плавлению тонкой океанической коры обеих плит. [33]
Центральное плато Кергелен образовалось между 110 и 100 миллионами лет назад в результате извержения базальта из горячей точки на быстро движущейся Антарктической плите [33] , а формирование Элан-Бэнк пришлось на первые 5 миллионов лет этого периода [34] .
Около 105 миллионов лет назад тройное соединение Индийской, Австралийской и Антарктической плит пересекает плюм, поэтому кора формируется на трех разных плитах одновременно. [34] Теперь все становится сложнее с последними доказательствами, потому что, по-видимому, плюм может находиться под Австралийской плитой между 95 и 45 миллионами лет назад , создавая, например, Брокен-Ридж 95-94 миллионами лет назад , [34] а не продолжать находиться в тройном стыке, как в классических тектонических моделях. [16] Долгое время считалось, что часть плюма извергалась под Индийской плитой, когда она двигалась на север, способствуя линейной особенности и возрасту базальтов Девяносто восточного хребта, самые старые из которых находятся на севере, 82 миллиона лет назад , а самые молодые — на юге, 37 миллионов лет назад . [35] Однако имеются веские доказательства в виде магнитных измерений с каждой стороны хребта, что декомпрессионное плавление вдоль хребта Девяносто Восточного также имело место, [3] и самая последняя модель отводит этому важную роль. [34] Предыдущая гипотеза только горячей точки объясняла все особенности расщеплением плюма с двумя эффективными горячими точками. [16] Многочисленные исследователи постулируют, что под слоем осадков толщиной около 5 км (3,1 мили) на морском дне Бенгальского залива , [35] находится продолжение хребта Девяносто Восточного с вулканическими отложениями, отложившимися около 90 миллионов лет назад . [3]
Открытие Юго-Восточного Индийского хребта 40 миллионов лет назад привело к созданию горячей точки плато Северный Кергелен на Антарктической плите, а также объясняет возраст Цепи Мертвых Поэтов 20 миллионов лет назад , которая соединяет концы Девяностого Восточного хребта и Брокен-Ридж с северной стороной Юго-Восточного Индийского хребта. Это также может объяснить более позднее образование плато Амстердам-Сен-Поль, [34] возраст которого составляет 10 миллионов лет назад и которое находится к югу от нынешнего Юго-Восточного Индийского хребта, [16] но исследования состава противоречивы. [8] Возможно, что эти извержения происходят из второй горячей точки, [8] и большинство современных авторитетов согласны с этим. [14] [15]
Горячая точка теперь снова находится под южной частью Центрального плато Кергелен, что объясняет недавнюю вулканическую активность, о которой уже говорилось.
В магматизме плюма Кергелен наблюдается тенденция от толеитовых/переходных базальтов в тех, что существовали более 25 миллионов лет назад, к щелочным базальтам. [36] Подводные горы, обнаруженные между островами Кергелен и островом Херд, были образованы в миоцене слабощелочным, оливиновым и пикритовым базальтом . [37] Состав в районе Амстердама и острова Святого Павла и около них отличается от другого материала плюма Кергелен. [8] [14] [15]
Хребет Ninety East Ridge имеет толеитовый базальт, типичный для базальтов Индийского океана, без систематических изотопных изменений, наблюдаемых вдоль хребта, и это не согласуется с гипотезой о происхождении стареющего мантийного плюма для всего хребта. [13] . Однако по крайней мере три различных источника должны были внести свой вклад в базальты хребта. [13] Изотопный состав является промежуточным между составом базальтов, обнаруженных на плато Кергелен и Амстердам-Сент-Пол или вблизи них. [13] . Это приводит к интерпретации того, что горячая точка Кергелен, как описывают некоторые, представляет собой по крайней мере две отдельные горячие точки, [13] а хребет Ninety East Ridge в основном является исторической расходящейся границей плит с извержениями из глубинного мантийного источника. [13] [34] Один образец с подводной горы Бумеранг , вулкана плато Амстердам-Сен-Поль, имеет состав, который находится на полпути между образцами с острова Святого Павла и плато Кергелен, и это согласуется с мантией источника типа Кергелен, существующей под плато Амстердам-Сен-Поль. [38]
49°36′ю.ш. 68°59′в.д. / 49,6°ю.ш. 68,99°в.д. / -49,6; 68,99