夏威夷海床下發現巨型熱岩區寬度1300公裡

自然地理

導讀炙熱的熔岩從夏威夷大島的硬化熔岩殼下方湧出,流入海洋。6月2日消息,據美國國家地理網站報道,傳統觀點認為,夏威夷的火山島由一個直通地球炙熱核心的熱岩地幔柱形成,這個熱岩地幔柱現仍在給火山島“供料”。對於這一傳統觀點,一項新的研究發現提出挑戰。美國科學家表示,他們發現堅實證據,證明夏威夷海床下方存在一個巨大的熱岩區,但它並不是從地核延伸 ...


炙熱的熔岩從夏威夷大島的硬化熔岩殼下方湧出,流入海洋。

6月2日消息,據美國國家地理網站報道,傳統觀點認為,夏威夷的火山島由一個直通地球炙熱核心的熱岩地幔柱形成,這個熱岩地幔柱現仍在給火山島“供料”。對於這一傳統觀點,一項新的研究發現提出挑戰。美國科學家表示,他們發現堅實證據,證明夏威夷海床下方存在一個巨大的熱岩區,但它並不是從地核延伸到地表的地幔柱。這個巨大的熱岩區距離最近的夏威夷島嶼數百公裡。

直到現在,研究人員仍表示有關這一地區的理想地震數據非常缺乏,因此很難對這一傳統解釋提出質疑。傳統觀點認為來自地核周圍的熱岩流形成太平洋的這個3100英裡(約合5000公裡)長的島鏈和海底山脈。

根據傳統觀點,隨著地殼在地幔柱上方滑動——就好像在傳送帶上——海床噴出熔岩,在數千萬年的歲月變遷中,冷卻的熔岩層形成山脈和島嶼。地質學家表示,經過對20年的地震數據進行分析,他們在夏威夷地區發現一個800英裡(約合1300公裡)寬的熱岩區,這個熱岩區就位於大島下方。大島是夏威夷島鏈中最年輕的島嶼,傳統觀點認為它座落於地幔柱上方。

麻省理工學院地質學家、研究論文合著者羅伯特·範·德爾·希斯特表示:“雖然新證據向巨型地幔柱理論提出質疑,但我們尚不能排除大島下方存在一個狹小地幔柱的可能性。這個地幔柱的主要源頭位於另一個地方,並非在下方直接連接。”此項研究由範·德爾·希斯特與同事曹琴(Qin Cao,音譯)領導,研究論文刊登在《科學》雜志網絡版上。

火山在地幔(地球厚度最大的岩層)與熔化外核交彙處形成。外核位於地下大約1800英裡(約合2900公裡)處。外核加熱地幔底部岩石,使其變成具有浮力的灰泥,灰泥湧向地殼上方,好似處在熔岩燈中。在地殼內部幾公裡處,岩石失壓熔化,經常以灰泥的形式噴出地表。

地震X線斷層攝影術利用地震波穿行時發出的聲音和回聲探測地幔柱或者熱區,但有關夏威夷的這種數據非常有限。範·德爾·希斯特說:“對夏威夷下方的地幔進行測繪難度極大,因為這一地區距離大型地震傳感器網路太遠。”能夠證明大島下方存在地幔柱的數據非常有限,這些數據立基於非常有限的地震波取樣。相比之下,新研究對20年的地震數據進行了分析,最終發現了微妙而清晰的信號。

這些信號指向地下大約410英裡(約合660公裡)的巨大不規則區域:一個盤狀岩石區,溫度比周圍地區高出300至400攝氏度,距離大島西部370英裡(約合600公裡)至1000英裡(約合1600公裡)之間。研究小組認為這個地幔柱在上地幔和下地幔交界處彙集,而後蜿蜒伸向群島下方的地殼,最後湧出供給夏威夷火山島。範·德爾·希斯特指出,需要獲得更多證據才能確定何種因素形成夏威夷島鏈,但這項研究至少證明“我們的星球喪失熱量的方式要比我們此前認為的更為復雜”。此外,這也有助於解釋其他太平洋海山如何形成。(孝文)


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