Оглавление
- 1 Мантийный шлейф
- 1.1 Мантийный шлейф и его роль в вулканизме
- 1.2 История и развитие теории
- 1.3 Современные представления
- 1.4 Экспериментальные подтверждения
- 1.5 Химический и изотопный состав
- 1.6 Тепловой поток и плавление
- 1.7 Нижняя мантия и ядро
- 1.8 Доказательства теории
- 1.9 Изменения цепочек и миграция горячих точек
- 1.10 Гелий и изотопы
- 1.11 Геофизические аномалии
- 1.12 Геохимия базальтов
- 1.13 Сейсмология и мантийные шлейфы
- 1.14 Альтернативные гипотезы
- 1.15 Расширение литосферы и тектоника плит
- 1.16 Гипотеза плит
- 1.17 Импактная гипотеза
- 1.18 Сравнение гипотез
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 Мантийный плюм
Мантийный шлейф
-
Мантийный шлейф и его роль в вулканизме
- Мантийный шлейф — механизм конвекции в мантии Земли, объясняющий аномальный вулканизм.
- Верхняя часть шлейфа частично тает при достижении небольших глубин, вызывая горячие вулканические точки и крупные магматические провинции.
-
История и развитие теории
- Мантийные плюмы были предложены Дж. Тузо Уилсоном в 1963 году и разработаны У. Джейсоном Морганом в 1971-1972 годах.
- Предполагается, что шлейф существует на границе ядра и мантии и поднимается через мантию, образуя диапиры.
-
Современные представления
- Современная теория мантийного шлейфа включает два конвективных потока: устойчивый режим тектоники плит и прерывистый режим плюмовой конвекции.
- Плюмовая конвекция переносит тепло вверх от границы ядро-мантия, играя важную роль в горообразовании и распаде континентов.
-
Экспериментальные подтверждения
- Гипотеза плюма подтверждена лабораторными экспериментами в начале 1970-х годов.
- Мантийные шлейфы состоят из длинного тонкого канала и выпуклой головки, напоминающей гриб.
-
Химический и изотопный состав
- Химический и изотопный состав базальтов в горячих точках незначительно отличается от базальтов срединно-океанических хребтов.
- Мантийные компоненты, такие как DMM, HIMU, EM1, EM2 и FOZO, возникают в результате смешения приповерхностных материалов.
-
Тепловой поток и плавление
- Источник мантийных плюмов — граница между ядром и мантией на глубине 3000 км.
- Плюмы поднимаются через мантию и частично тают при достижении небольших глубин, образуя большие объемы магмы.
-
Нижняя мантия и ядро
- Наиболее заметный тепловой контраст в мантии находится на границе ядра и мантии на глубине 2900 км.
- В нижней мантии под Африкой и центральной частью Тихого океана существуют провинции с низкой скоростью сдвига, с которых могут подниматься шлейфы.
-
Доказательства теории
- Линейные вулканические цепи, инертные газы, геофизические аномалии и геохимия подтверждают теорию мантийных плюмов.
-
Изменения цепочек и миграция горячих точек
- Цепочки, такие как Императорская цепь и Канарские острова, не фиксированы относительно друг друга.
- Императорская цепь образовалась в результате миграции горячей точки.
- Канарские острова находятся на северо-востоке Африки.
-
Гелий и изотопы
- Гелий-3 образуется в результате Большого взрыва и истощается.
- Гелий-4 образуется в результате радиоактивного распада.
- Высокие уровни 3He/4He наблюдаются в горячих точках.
-
Геофизические аномалии
- Тепловые аномалии связаны с горячими точками.
- Сейсмические аномалии выявляются с помощью сейсмической томографии.
- Сейсмические волны позволяют определить структуру мантии.
-
Геохимия базальтов
- Базальты океанических островов отличаются от MORB.
- OIB обогащен магнием и микроэлементами.
- Состав OIB объясняется наличием мантийных химических резервуаров.
-
Сейсмология и мантийные шлейфы
- В 2015 году обнаружены вертикальные столбы в горячих точках.
- Плюмы могут направлять тепловой поток Земли.
- Неожиданный размер шлейфов требует новых объяснений.
-
Альтернативные гипотезы
- Гипотеза плиты предполагает, что вулканизм связан с тектоникой плит.
- Гипотеза удара предполагает, что вулканизм вызван ударами.
- Гипотеза плюма и гипотеза плиты конкурируют в объяснении вулканизма.
-
Расширение литосферы и тектоника плит
- Расширение литосферы объясняется тектоникой плит.
- Срединно-океанические хребты являются основными местами вулканизма.
- Плиты деформируются изнутри, что способствует вулканизму.
-
Гипотеза плит
- Различные объемы магмы объясняются химическим составом, а не перепадами температур.
- Гипотеза плит утверждает, что мантийные плюмы не образуются.
- Выделяются подпроцессы, способствующие вулканизму.
-
Импактная гипотеза
- Таяние и вулканизм могут быть вызваны ударными явлениями.
- Ударный вулканизм недостаточно изучен.
-
Сравнение гипотез
- Сейсмическая томография показала погружающиеся тектонические плиты.
- Горячие точки на Гавайях и в Йеллоустоуне связаны с мантийными шлейфами.
- Подтверждение других гипотез требует аналогичных данных для других горячих точек.