Gorący punkt (geologia)

Gorący punkt jest w geologii , obszar na powierzchni planety , w ograniczonym stopniu, i których intensywny wulkaniczna aktywność jest spowodowana do ogrzania płaszcza upwelling zwane pióropusze . . Obecnie wiedza na temat gorących punktów i zjawisk wewnętrznych leżących u ich źródeł jest wciąż niekompletna.

Na Ziemi, niektóre obszary płaszcza, które są szczególnie gorące, a zatem mniej gęste, są źródłem ruchu skał w górę pod wpływem naporu Archimedesa. Wynika stąd utworzenie płaszcza wysadu która wznosi się w postaci mgiełki . Ta ostatnia, zbliżając się do powierzchni Ziemi, zaczyna topnieć przez dekompresję (do głębokości rzędu 100  km ), tworząc bazalt magmowy, który, gdy jest w wystarczających proporcjach, przechodzi przez litosferę w górę, aby ją przebić, powodując powstawanie tak zwanych wulkanów gorących punktów . Przemieszczenie płyt tektonicznych w stosunku do wznoszenia się płaszcza jest przyczyną powstania wulkanicznych wyrównań na powierzchni Ziemi, z których aktywny jest tylko ostatni wulkan, taki jak archipelag Wysp Hawajskich-Cesarza, archipelag Markizów , Wyspy Towarzystwa itp.

Powody, dla których części płaszcza są stosunkowo cieplejsze, pozostają niejasne. Nagromadzenie materiałów ponownie wprowadzonych do płaszcza na drodze subdukcji i potencjalnie wzbogaconych w pierwiastki promieniotwórcze (potas, uran, tor) daje wyjaśnienie zgodne z pomiarem poszczególnych sygnatur izotopowych w ich materiałach rozlanych na powierzchni. Usuwanie ciepła z jądra Ziemi , czy to szczątkowego ciepła formowania, utajonego ciepła krystalizacji ziarna, czy ciepła radioaktywności, jest kolejnym cytowanym czynnikiem wpływającym na niestabilność warstwy granicznej między jądrem a płaszczem. warstwa graniczna, której status cmentarzyska z tablicami nazębnymi został przyćmiony od Pacyficznego Pierścienia Ognia od około 500 milionów lat temu, jest dobrym kandydatem na niektóre gorące punkty, takie jak Hawaje .

Historia odkrycia

Odkrycie gorących punktów odbywało się równolegle z odkryciem tektoniki płyt .

W 1963 roku John Tuzo Wilson zauważył, że oceaniczne łańcuchy wulkaniczne można było „wyśledzić” na podtrzymującej je płycie litosferycznej za pomocą nieruchomego źródła magmowego, znajdującego się pod tą płytą, które porusza się z czasem.

W 1971 William Jason Morgan zasugerował, że to stacjonarne źródło pod płytą jest zasilane gorącym pióropuszem wznoszącym się przez płaszcz.

Od końca lat 90. pojawiły się inne hipotezy, według których tektonika płyt jest silnikiem i stanowi źródło gorących punktów. W tych teoriach są one ponadto nazywane anomaliami syntezy jądrowej.

W 2003 roku Vincent Courtillot i in. proponują istnienie trzech rodzajów gorących punktów w zależności od pochodzenia pióropusza płaszcza  : tzw. pierwotnych gorących punktów, z głębokim pióropuszem prawdopodobnie pochodzącym z dolnej granicy płaszcza ( Wyspy Hawajskie , Reunion ), tzw. hot spoty wtórne, z pióropuszem pośrednim pochodzącym prawdopodobnie z dachu strefy przejściowej płaszcza ( Wyspy Kanaryjskie , Galapagos ), tzw. powierzchniowe hot spoty związane ze strefami naprężeń w litosferze ( Azory , Komory ).

Opis modelu

Wulkanizm hot spot jest spowodowany przez magmatyzm, który przebił litosferę do jej górnej części, skorupy ziemskiej . Jest to spowodowane przez plamy z gorącego materiału wzrasta z płaszczem , co prowadzi do powstania wulkanów:

Skały w tych gorących punktach to bazalt z Ocean Island ( OIB ). Ich szczególny charakter chemiczny, w rodzinie bazaltów, wskazuje na inne pochodzenie niż bazaltów z grzbietów oceanicznych ( MORB ). Gorące punkty są świadkami przemieszczeń płyt litosfery , ponieważ smuga gorących materiałów, która jest ich źródłem, jest na pierwszy rzut oka nieruchoma.

Możemy zatem śledzić ruch płyty Pacyfiku, na przykład poprzez wyrównanie Wysp Marshalla i archipelagu Wysp Cesarskich. Te archipelagi pochodzą z tego samego gorącego miejsca, które powoduje narodziny wulkanu. Gdy płyta poruszała się równomiernie, wulkan w końcu wygasł, a nad gorącym punktem pojawił się kolejny. Datując wiek bazaltów tworzących te wyspy, możemy wywnioskować prędkość płyty.

Gorące punkty są odpowiedzialne za wysięki magmy w bardzo dużych ilościach, na przykład pułapki Dekanu, Syberii, Etiopii, a także ogromne płaskowyże oceaniczne (Ontong Java, Kerguelen Plateau, Płaskowyż Karaibski, Falklandy/Falklandy itp.). Materiały źródłowe dla gorących punktów pochodzą z warstw przyściennych w płaszczu, zwłaszcza tych znajdujących się powyżej granicy między dolnym a górnym płaszczem (na głębokości 670  km ) oraz znajdujących się powyżej granicy między płaszczem a jądrem ( 2900  km ). Oprócz tych warstw granicznych, przejście astenosfery i lokalna litosfera przyczyniają się do składu magm produktów, a także śladu różnych pierwiastków chemicznych badanych przez geochemię .

Aktywność gorących punktów prawdopodobnie głęboko zmieniła historię Ziemi , z jednej strony modyfikując klimat planety, az drugiej, ponieważ zakłada się, że mogą one być związane z otwarciem się Ziemi.

Opinie

Hipoteza gorących punktów jest interesująca na więcej niż jeden sposób:

To właśnie ten ostatni punkt opóźnił pojawienie się alternatywnych wyjaśnień. Hipoteza była zbyt produktywna, aby ją porzucić.

Niemniej jednak badania stymulowane tą hipotezą, potwierdzając pewne punkty, wykazały, że niektóre dowody nie są:

Mapa i lista hot spotów

Poniższa lista identyfikuje gorące punkty. Dowolna liczba w nawiasach odnosi się do numeru aktywnego punktu na mapie obok. O ile nie wskazano inaczej, pozycje i przemieszczenia hotspotów zaczerpnięto z książki Plate velocity in hotspot reference frame autorstwa WJ Morgana i JP Morgana.

Legenda kolumny „Przemieszczenie”:

Nazwisko Nie. Płyta Pozycja Przesunięcie Komentarze
Azory 1 Eurazjatycka
Ameryka Północna
37 ° 54 ′ N, 26 ° 00 ′ W p = 0,5; az = 110 ± 12 °
p = 0,3; az = 280 ± 15 °
Urodziła na Azorach
Daleko 29 afrykanin 7 ° 00 N, 39 ° 30 ′ E p = 0,2; az = 30 ± 15 °; v = 16 ± 8 mm / rok Prawdopodobnie związany z potrójnym skrzyżowaniem Afar 30 Ma temu.
Anyuy północno Amerykański 67 ° N, 166 ° E p = B-
Anahim 45 północno Amerykański 52 ° 54 ′ N, 123 ° 44 ′ W Urodziła wulkaniczny pas Anahim
Arago 59 Spokojna 23 ° 24 ′ S, 150 ° 42 ′ W p = 1; az = 296 ± 4 °; v = 120 ± 20 mm / rok
Wniebowstąpienie 55 latynoamerykanin 7 ° 54 ′ S, 14 ° 18 ′ W Urodziła Wyspę Wniebowstąpienia
Południowy 58 Spokojna 25 ° 36 ′ S, 143 ° 18 ′ W p = (1,0); az = 293 ± 3 °; v = 75 ± 15 mm / rok Urodziła Wyspy Australijskie
Australia wschodnia 30 australijski 40 ° 48 ′ S, 146 ° 00 ′ E p = 0,3; az = 0 ± 15 °; v = 65 ± 3 mm / rok
Bajkał eurazjatycki 51°N, 101°E p = 0,2; az = 80 ± 15 °
Balleny 2 Antarktyda 67 ° 36 ′ S, 164 ° 48 ′ E p = 0,2; az = 325 ± 7 ° Urodziła Wyspy Balleny
Bermudy 56 północno Amerykański 32 ° 36 ′ N, 64 ° 18 ′ W p = 0,3; az = 260 ± 15 ° Urodziła na Bermudach
Bouvet 51 afrykanin 54 ° 24 ′ S, 3° 24 ′ E p = C Urodziła wyspę Bouveta
Bowie / Pratt-Welker 3 Spokojna 53 ° 00 ′ N, 134 ° 48 ′ W p = 0,8; az = 306 ± 4 °; v = 40 ± 20 mm / rok
Kamerun 17 afrykanin 2 ° 00 N, 5° 06 ′ E p = 0,3; az = 32 ± 3 °; v = 15 ± 5 mm / rok Urodziła linię kameruńską
Wyspy Kanaryjskie 18 afrykanin 28 ° 12 ′ N, 18 ° 00 ′ W p = 1; az = 94 ± 8 °; v = 20 ± 4 mm / rok Urodziła Wyspy Kanaryjskie
Zielona czapka 19 afrykanin 16°N, 24°W p = 0,2; az = 60 ± 30 ° Urodziła Wyspy Zielonego Przylądka
Karoliny 4 Spokojna 4 ° 48 ′ N, 164 ° 24 ′ E p = 1; az = 289 ± 4 °; v = 135 ± 20 mm / rok
Cobb 5 Spokojna 46 ° 00 ′ N, 130 ° 06 ′ W p = 1; az = 321 ± 5 °; v = 43 ± 3 mm / rok
Kokos 60 australijski 17 ° 00 ′ S, 94 ° 30 ′ E p = 0,2; az = 28 ° ± 6 ° Urodziła Wyspę Kokosową
Komory 21 afrykanin 11 ° 30 ′ S, 43 ° 18 ′ E p = 0,5; az = 118 ± 10 °; v = 35 ± 10 mm / rok Urodził archipelag Komorów
Krzyk 61 Spokojna 26 ° 54 ′ S, 114 ° 36 ′ W p = 0,8; az = 284 ± 2 °
Crozet 52 Antarktyda 46° 06 S, 50° 12 ′ E p = 0,8; az = 109 ± 10 °; v = 25 ± 13 mm / rok Urodziła Archipelag Crozet . Prawdopodobnie spokrewniony z magmową prowincją Karoo-Ferrar 183 Ma temu.
Darfur 6 afrykanin 13° 00 N, 24° 12 ′ E p = 0,5; az = 45 ± 8 ° Urodziła Gór Marrah
Odkrycie 50 afrykanin 43 ° 00 ′ S, 2° 42 ′ W p = 1; az = 68 ± 3 °
Eifel 8 eurazjatycki 50 ° 12 ′ N, 6 ° 42 ′ E p = 1; az = 82 ± 8 °; v = 12 ± 2 mm / rok Urodziła masyw Eifel
Ereb 54 Antarktyda 77 ° 30 ′ S, 167 ° 12 ′ E p = A Urodził Górę Erebus
Etna 47 afrykanin 37 ° 45 ′ 18 ″ N, 14 ° 59 ′ 43 ″ E p = A Urodziła Etna
Euterpe Spokojna Poza
Fernando de Noronha 9 latynoamerykanin 3 ° 48 ′ S, 32 ° 24 ′ W p = 1; az = 266 ± 7 ° Urodziła Fernando de Noronha . Prawdopodobnie związany z centralną prowincją magmową Atlantyku około 200 milionów lat temu.
Fundacja 57 Spokojna 37 ° 42 ′ S, 111 ° 06 ′ W p = 1; az = 292 ± 3 °; v = 80 ± 6 mm / rok
Galapagos 10 Kokos z Nazca
0° 24 ′ S, 91° 36 ′ W p = 1; az = 96 ± 5 °; v = 55 ± 8 mm / rok
p = 0,5; az = 45 ± 6 °
Urodziła Wyspy Galapagos . Prawdopodobnie związany z wielką karaibską prowincją magmową 88 do 95 lat temu.
Gough 49 afrykanin 40 ° 19 ′ S, 9 ° 56 ′ W p = 0,8; az = 79 ± 5 °; v = 18 ± 3 mm / rok Urodziła Gough Island
Guadalupe 11 Spokojna 27 ° 42 ′ N, 114 ° 30 ′ W p = 0,8; az = 292 ± 5 °; v = 80 ± 10 mm / rok
Gujany latynoamerykanin 5°N, 61°W p = B
Hajnan 46 eurazjatycki 20°N, 110°E az = 0 ± 15 °
Hawaje 12 Spokojna 19° 00 ′ N, 155 ° 12 ′ W p = 1; az = 304 ± 3 °; v = 92 ± 3 mm / rok Urodziła się na Hawajach
Słyszał 53 Antarktyda 53 ° 06 S, 73 ° 30 ′ E p = 0,2; az = 30 ± 20 ° Urodziła Wyspy Heard i MacDonalda
Hoggar 13 afrykanin 23 ° 18 ′ N, 5° 36 ′ E p = 0,3; az = 46 ± 12 ° Urodziła Hoggar
Islandia 14 Eurazjatycka
Ameryka Północna
64 ° 24 ′ N, 17 ° 18 ′ W p = 0,8; az = 75 ± 10 °; v = 5 ± 3 mm / rok
p = 0,8; az = 287 ± 10 °; v = 15 ± 5 mm / rok
Urodziła Islandię . Być może pojawił się wraz z Grzbietem Śródatlantyckim 62 Ma temu.
Jan Mayen 15 eurazjatycki 71°N, 9°W p = C Urodziła wyspę Jan Mayen
Juan Fernández 16 Nazca 33 ° 54 ′ S, 81 ° 48 ′ W p = 1; az = 84 ± 3 °; v = 80 ± 20 mm / rok Urodził archipelag Juan Fernándezdez
Karisimbi afrykanin 1°30′S, 29°24′E p = B Urodziła góry Wirunga
Kerguelen 20 Antarktyda 49 ° 36 ′ S, 69 ° 00 ′ E p = 0,2; az = 50 ± 30 °; v = 3 ± 1 mm / rok Ewentualnie związana z Wyniesienie Kergueleńskie około 130 Ma temu.
Urodziła Wyspach Kerguelena . W tym gorącym miejscu mogły powstać wyspy Saint-Paul i Nowy Amsterdam .
Kilimandżaro afrykanin 3 ° 00 S, 37 ° 30 ′ E p = B Urodziła Kilimandżaro
Lord Howe 22 australijski 34 ° 42 ′ S, 159 ° 48 ′ E p = 0,8; az = 351 ± 10 ° Urodziła Lorda Howe Island
Louisville 23 Spokojna 53 ° 36 ′ S, 140 ° 36 ′ W p = 1; az = 316 ± 5 °; v = 67 ± 5 mm / rok Prawdopodobnie związany z płaskowyżem Ontong Java 125 do 120 lat temu.
MacDonald 24 Spokojna 29 ° 00 ′ S, 140 ° 18 ′ W p = 1; az = 289 ± 6 °; v = 105 ± 10 mm / rok
Mackenzie północno Amerykański Poza
Madera 48 afrykanin 32 ° 36 ′ N, 17 ° 18 ′ W p = 0,3; az = 55 ± 15 °; v = 8 ± 3 mm / rok Urodził się na Maderze
Maria Południowa / Cook 60 Spokojna 20 ° 12 ′ S, 153 ° 48 ′ W p = 0,8; az = 300 ± 4 °
Marion 25 Antarktyda 46 ° 54 ′ S, 37 ° 36 ′ E p = 0,5; az = 80 ± 12 °
Markizy 26 Spokojna 46 ° 54 ′ S, 37 ° 36 ′ E p = 0,5; az = 319 ± 8 °; v = 93 ± 7 mm / rok
Martin Vaz latynoamerykanin 20 ° 30 ′ S, 28 ° 48 ′ W p = 1; az = 264 ± 5 ​​°; v = 30 ± 20 mm / rok
Masyw Centralny eurazjatycki 45° 06 N, 2° 42 ′ E p = B; az = 97 ± 12 ° Urodziła Masyw Centralny
Matachewan północno Amerykański Poza
Nowa Anglia / Wielki Meteor 28 afrykanin 29 ° 24 ′ N, 29 ° 12 ′ W p = 0,8; az = 40 ± 10 °
Ob-Lena Antarktyda 52 ° 12 ′ S, 40 ° 00 ′ E p = 1,0; az = 108 ± 6 °
Wyspa Wielkanocna 7 Nazca 26°24′S, 106°30′W p = 1; az = 87 ± 3 °; v = 95 ± 5 mm / rok Urodziła Wyspę Wielkanocną
Pierre I er Antarktyda 68 ° 48 ′ S, 90 ° 36 ′ W p = B Urodziła wyspę Pierre I er
Pitcairn 31 Spokojna 25 ° 24 ′ S, 129 ° 18 ′ W p = 1; az = 293 ± 3 °; v = 90 ± 15 mm / rok Urodziła wyspę Pitcairn
szop pracz 32 północno Amerykański 36 ° 48 ′ N, 104 ° 06 ′ W p = 1; az = 240 ± 4 °; v = 30 ± 20 mm / rok
Spotkanie 33 afrykanin 21° 12 S, 55° 42 ′ E p = 0,8; az = 47 ± 10 °; v = 40 ± 10 mm / rok Urodziła Maskareny , Archipelag Chagos , Malediwy i pułapki Dekan (aktywne głównie między 66 a 68,5 mln temu)
Rungwe afrykanin 8 ° 18 ′ S, 33 ° 54 ′ E p = B +
Święta Helena 34 afrykanin 16 ° 30 ′ S, 9 ° 30 ′ W p = 1; az = 78 ± 5 °; v = 20 ± 3 mm / rok Urodziła Świętą Helenę
Samoa 35 Spokojna 14 ° 30 ′ S, 168 ° 12 ′ W p = 0,8; az = 285 ± 5 °; v = 95 ± 20 mm / rok Urodziła na Samoa
Scott Antarktyda 68 ° 48 ′ S, 178 ° 48 ′ W p = 0,2; az = 346 ± 5 °
San Felix 36 Nazca 26 ° 24 ′ S, 80 ° 06 ′ W p = 0,3; az = 83 ± 8 ° Urodziła Wyspy Desventuradas
szona 27 afrykanin 51 ° 24 ′ S, 1 ° 00 ′ W p = 0,3; az = 74 ± 6 ° Znany również jako Hotspot Meteorów.
Społeczeństwo 38 Spokojna 18° 12 S, 148° 24 ′ W p = 0,8; az = 295 ± 5 °; v = 109 ± 10 mm / rok
Socorro 37 Spokojna 19°N, 111°W Urodziła Wyspy Revillagigedo
Tasmantydy 39 australijski 40 ° 24 ′ S, 155 ° 30 ′ E p = 0,8; az = 7 ± 5 °; v = 63 ± 5 mm / rok
Tibesti 40 afrykanin 20 ° 48 ′ N, 17 ° 30 ′ E p = 0,2; az = 30 ± 15 ° Urodziła Tibesti
Trindade 41 latynoamerykanin 20 ° 30 ′ S, 28 ° 48 ′ W p = 1; az = 264 ± 5 ​​° Urodziła Trindade i Martina Vaz
Tristan da cunha 42 afrykanin 37 ° 12 ′ S, 12 ° 18 ′ W Urodziła Tristana da Cunha
Vema 43 afrykanin 32 ° 06 ′ S, 6 ° 18 ′ W Prawdopodobnie związany z pułapkami Etendeka i Paraná około 132 mln temu, przez Grzbiet Walvis .
Żółty kamień 44 północno Amerykański 44 ° 30 ′ N, 110 ° 24 ′ W p = 0,8; az = 235 ± 5 °; v = 26 ± 5 mm / rok Urodziła Kalderę Yellowstone . Prawdopodobnie spokrewniony z grupą bazaltową Columbia od 14 do 17 maja temu.

Uwagi i referencje

  1. André Brahic, Nauki o Ziemi i Wszechświecie , Vuibert ( ISBN  2711752801 )
  2. Reprodukcja z Adolphe Nicolas , Les Montagnes sous la mer , BRGM, 1990, 188 str.
  3. (w) W. Jason Morgan, "  Pióropusze konwekcyjne w dolnym płaszczu  " , Nature , tom.  230 n O  5288,1971, s.  42–43
  4. .
  5. (w) „  Wulkanizm i przesuwanie płyt tektonicznych – Maxicours  ” na Maxicours (dostęp 13 sierpnia 2020 r . ) .
  6. (w) Ian H. Campbell, Andrew C. Kerr, „  The Great Debate Pen: Pen Testing the Theory  ” , Chemical Geology , tom.  241 n O  3,lipiec 2007, s.  149-152 ( DOI  10.1016 / j.chemgeo.2007.01.013 , czytaj online ).
  7. (w) WJ Morgan i JP Morgan, „  Płytowe prędkości w ramce odniesienia hotspotu: dodatek elektroniczny  ” na http://www.mantleplumes.org ,25 stycznia 2007(dostęp 14 czerwca 2019 r . ) .
  8. (w) "  Katalog kanadyjskich wulkanów - pas wulkaniczny Anahim  " [ archiwum16 lipca 2011] , o Natural Resources Canada , Geological Survey of Canada (dostęp 14 czerwca 2008 r. )
  9. (w) C. O'Neill, RD Müller i B. Steinberger, „  Poprawione indyjskie płaskie rotacje w oparciu o ruch gorących punktów Oceanu Indyjskiego  ” , Earth and Planetary Science Letters , tom.  215, n kości  1-2 1993, s.  151–168 ( DOI  10.1016 / S0012-821X (03) 00368-6 , Bibcode  2003E i PSL.215..151O , przeczytaj online [ archiwum26 lipca 2011] , dostęp 14 czerwca 2019 )
  10. (en) JM O'Connor i AP Roex, "  Systemy długopisów z gorącymi punktami na południowym Atlantyku: 1. Rozkład wulkanizmu w czasie i przestrzeni  " , Earth and Planetary Science Letters , tom.  113 n O  3,1992, s.  343-364 ( DOI  10.1016 / 0012-821X (92) 90138-L , Bibcode  1992E i PSL.113..343O )
  11. (w) Søren B. Nielsen, Randell Stephenson i Erik Thomsen, „  List: Dynamika ryftowania środkowopaleoceńskiego północnoatlantyckiego powiązanego z europejskimi deformacjami wewnątrzpłytowymi  ” , Nature , tom.  450 n O  7172,13 grudnia 2007 r., s.  1071–1074 ( PMID  18075591 , DOI  10.1038 / nature06379 , Bibcode  2007Natur.450.1071N )
  12. (w) Robert B. Smith, Michael Jordan, Bernhard Steinberger, Christine M. Puskas Jamie Farrell, Gregory P. Waite, Stephan Husen, Wu-Lung Chang i Richard O'Connell, „  Geodynamika gorącego punktu Yellowstone i pióropusza płaszcza: Obrazowanie sejsmiczne i GPS, kinematyka i przepływ płaszcza  ” , Journal of Volcanology and Geothermal Research , tom.  188, nr .  1-3,20 listopada 2009, s.  26-56 ( DOI  10.1016 / j.jvolgeores.2009.08.020 , Bibcode  2009JVGR..188 ... 26S , przeczytane online , dostęp 14 czerwca 2019 r. )

Załączniki

Bibliografia

Linki zewnętrzne