许多火山岛的起源都出奇地凉爽

许多火山岛的起源都出奇地凉爽

《科学》杂志1 月 6 日发表的一篇报告指出,南大西洋阿森松岛等火山热点可能有令人惊讶的起源。

科学家们一直认为这些岛屿是由地幔深处涌出的热柱所驱动。然而,当研究人员比较世界各地的火山热点和洋中脊的温度时,他们发现许多所谓的热点实际上相当凉爽。

加州大学洛杉矶分校地球物理学家、这项研究的合著者卡罗莱纳·利斯戈-贝尔泰洛尼 (Carolina Lithgow-Bertelloni) 表示,这些地点的气候可能还不足以让地幔柱从深层地幔中升起。她和她的团队得出结论,了解这些神秘热点的形成方式可能为了解地球表面较浅深度的地质过程提供重要线索。

世界上大多数火山活动都发生在板块边界,那里有被称为洋中脊的海底山脉。“在这些洋中脊,我们生活的地壳下面的物质涌上来,融化并形成火山活动,结果板块分离,形成了新的海底,”利斯戈-贝尔泰洛尼说。“这是地球内部大规模运动的表现。”

[相关:火山爆发极难预测。原因如下。 ]

然而,在极少数情况下,火山是由不同的过程形成的,可能会在远离洋中脊的地方出现。第二类火山包括夏威夷和加拉帕戈斯群岛的火山岛。最被广泛接受的解释是,过热的柱状物从很深的地方升起,甚至可能从地球岩石地幔和地核之间的边界升起,在这些热点地区。柱状物融化周围的岩石形成岩浆,最终从地表喷出。随着柱状物上方的构造板块移动,随着时间的推移,一系列火山形成了。

科学家发现,这些地点熔岩冷却后形成的玄武岩与大洋中脊形成的玄武岩具有不同的化学性质。“如果它们确实来自从内部深处带上来的热物质,它们将为我们打开一扇窗户,让我们了解内部的化学性质,这是我们无法通过其他方式接触到的,同时也让我们了解了地球的化学演变,”利斯戈-贝尔泰洛尼说。

她说,洋中脊的温度应该代表地幔内的典型温度。为了上涌,柱状物的温度必须比周围的岩石高 100 到 150 摄氏度(212 到 302 华氏度)。“它们必须更热才能穿过整个地幔,因此比洋中脊更热,”Lithgow-Bertelloni 说。

研究人员估计,热点玄武岩的熔化温度比洋中脊的玄武岩高出约 100 至 300 摄氏度(212 至 572 华氏度)。然而,利斯戈-贝尔泰洛尼表示,对特定热点的估计往往不一致,而且只反映地幔上部的温度,远高于地幔柱起源的深度。

她说,确定深达 600 公里(373 英里)洋中脊和火山热点的温度的关键是地震。每当发生地震时,都会以地震波的形式释放出巨大的能量。这些波传播和到达地震仪的速度取决于周围岩石的成分、深度和温度。

研究人员利用一个基于全球地震测量的模型来推断所有 46 个已知海洋热点的温度。该团队还计算出大洋中脊的平均温度约为 1,388 摄氏度(2,530 华氏度)。

“我们发现非常有趣和令人震惊的是,大多数热点实际上并没有那么热,”利斯戈-贝尔泰洛尼说。

她和同事们确定了三组不同的热点。当研究人员将目标锁定在 26 个有详细记录的羽状流的热点上时,他们确定其中 12 个热点确实很热,温度比洋中脊高出 155 摄氏度或更高。然而,10 个热点只是温暖,温度比洋中脊高出 50 到 136 摄氏度(122 到 277 华氏度)。另外四个热点则非常寒冷,温度与洋中脊相似或更低。

最热的热点群包括冰岛、萨摩亚、加拉帕戈斯群岛和夏威夷的火山。百慕大和加那利群岛为暖热点,喀麦隆、阿森松岛和北大西洋的大流星热点(或新英格兰热点)为冷热点。

“我们仍然有热点,这些热点反映了来自古老领域的深层物质,但数量并不多,”Lithgow-Bertelloni 说道。“其余的热点都不同,这意味着我们进入了新领域。”

一种解释是,冷热点和稍热热点可能起源于地幔中相对较浅的深度。“我们还认为,也许这些[深]柱状物一开始很热,然后被困在冷的物质中,”Lithgow-Bertelloni 说。“这并不能完全阻止它们;它们仍然能够上升,但会冷却下来,上升速度会更慢。”

研究人员得出的温度估计值的一个不确定因素是地震和记录地震活动的地震仪在世界各地分布不均匀。“因此,我们对地球内部的覆盖并不完整,”Lithgow-Bertelloni 承认。

不过,她说,研究结果表明,表面上看起来相似的火山岛可能有着截然不同的起源。下一步,研究人员将探索太平洋、大西洋和印度洋之间的火山遗址有何不同。

“这些山脊记录着地球的古老构造历史,”利斯戈-贝尔泰洛尼说道。“这些历史可以通过山脊的温度以及山脊和海洋盆地热点之间的温度差异来揭示。”

<<:  Boaty McBoatface 的新使命比其名字更为严肃

>>:  营养丰富的鱼类在非洲海岸的珊瑚墓地中茁壮成长

推荐阅读

仅供参考:你能在家制作正宗的 Twinkie 吗?

上周,Hostess Brands, Inc. 宣布将停止营业,这引发了人们对 Twinkie th...

14张从上空拍摄的地球绝美照片

大盐沙漠位于伊朗高原中部,是地球上第 24 大沙漠。从地面俯瞰,荒凉的沙丘和周围的山脉气势磅礴、美不...

针对一家你从未听说过的公司的攻击如何导致互联网瘫痪

如果您今天上网,就像您读这篇文章时一样,那么您可能注意到一些网站加载困难,而其他网站根本无法运行。这...

关于国际空间站的海底坟墓,我们还有很多不知道的事情

经过二十多年的科学服务,国际空间站 (ISS) 即将告别地球。这个研究中心让我们能够进一步了解地球、...

与邻居的宇宙碰撞可能让这些白矮星变得沉重

有一天,当我们的太阳耗尽所有燃料并剥落外层时,其核心冷却的余烬将最终变成一颗白矮星,我们银河系中超过...

Xbox One S:我们的想法如下

微软的 Xbox 360 游戏机在 2005 年至 2013 年的游戏机时代占据主导地位。360 在...

美国宇航局将尝试创造发光的彩虹云,你可以观看

编辑—2017 年 6 月 30 日:在至少 11 次发射尝试失败后,NASA 终于让天空布满了蓝色...

首次在国际空间站从地球进行的远程零重力手术(在橡胶上)

研究人员在国际空间站成功完成了首次远程零重力“手术”。上周末,内布拉斯加大学的外科医生花了两个小时在...

你曾经被告知的关于如何学习的一切都是谎言

当我还在上初中和高中的时候,老师们喜欢在课堂上传授各种关于学生学习方式的智慧,总是用一种科学公认的方...

哪些北约武器可以打击叙利亚?[信息图]

美国及其盟友正在考虑对叙利亚政府发动攻击。这种攻击只受该地区现有人员、飞机、船只和车辆的限制,因此当...

发现小鸟!直播视频显示白头鹰蛋有孵化的希望

网络上著名的白头鹰 Jackie 和 Shadow 可能即将迎来自己的雏鸟。3 月 2 日太平洋标准...

这些七鳃鳗幼崽的化石推翻了一个古老的进化论

你不是水生吸血鬼的后代。你可能直到现在才想到这种可能性,但一百多年来,进化生物学家一直怀疑七鳃鳗(一...

野兽战争超级生命体变形金刚冲突!兽战士的号召力与评价

野兽之战:超级生命体变形金刚冲突!野兽战士-电影评论和详情概述《野兽之战:变形金刚》是一部动画电影,...

《BLACK MAGIC M-66》评论:开创赛博朋克风的经典动漫

《BLACK MAGIC M-66》:充满士郎正宗世界观的杰作 OVA 1987年6月28日发售的O...

大图:南极冰层下发现 820 英尺高的隧道

科学家们正是在这个营地里发现了南极洲冰架(一块从陆地伸入海洋的冰)下方 820 英尺高的隧道。这些隧...