太平洋板塊上有多少由深層地函熱柱所形成的熱點?

原本地質學家們認為地球表面熱點(Hot Spot)的火山活動,都是源自於深層地函的熱柱(Plume)所造成的,但是根據分析太平洋板塊上的十四處熱點的歷史之後發現,事實並不完全如此。

在最新一期的地質(Geology)期刊中,兩位法國的科學家 Valerie Clouard和Alain Bonneville分析了太平洋板塊上14處熱點所在的位置,以及他們在歷史上可能的運動軌跡之後,發現大部分的熱點並不如預期的和熱柱有關連性,這和大部分地質學家的想法有很大的出入。

一般來說,海底地形中由火山作用所形成的海底山(seamount),都被稱為熱點活動的證據,而這些熱點活動則被認為有一股背後的力量在支持著,那就是源自於深層地函的熱柱。熱柱的活動往往會在海底地形中形成更大規模的海底高原(oceanic plateau)地形,因此藉由分析海底山和海底高原之間的關係,或許就可以證實上述的想法。

由於地表的板塊通常會相對於熱點和熱柱的位置有所移動,因此 Valerie Clouard和Alain Bonneville為了追蹤太平洋板塊上這14 個熱點的活動歷史,利用:(1)太平洋板塊上的磁極紀錄,回推過去145百萬年來的絕對運動,(2)重新整理266座海底山、海底高原和海島的放射性同位素定年資料,(3)太平洋海底地形的詳細測量,(4)目前熱點所在的位置。藉以追蹤海底山和海底高原之間的歷史關係。

結果顯示只有三處熱點是在時間和空間的分析結果上,與海底高原吻合,分別是:Easter和eastern Mid-Pacific Mountains、 Louisville和Ontong Java plateau、以及Marquesas和Hess Rise , Shatsky Ridge這三組,再加上Hawaii總共只有四個熱點是典型的模式。其他七個位置的熱點:Foundation、Macdonald、Pitcairn、 Rarotonga、Rurutu、Samoa和Society則不僅是活動的歷史僅僅短於 35個百萬年,也無法追蹤到任何與他們相關的海底高原。最後兩個東北太平洋的熱點Kodiak-Bowie and Cobb和 Caroline 則是因為早期火山作用的歷史已經隱沒了,所以不列入比較。

由此可見,未來在解釋「熱點」這樣的現象時,熱柱似乎已經不再是必定存在的機制了。

資料來源:
Valerie Clouard and Alain Bonneville, How many Pacific hotspots are fed by deep-mantle plumes? Geology, 29, (8) 695-698, Aug. 2001

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