Горячих точек Галапагосские является вулканический горячая точка в Восточно - Тихого океана отвечает за создание на Галапагосских островах , а также три основных систем асейсмична хребта, Карнеги , Кокосовые и Мальпело , которые находятся на двух тектонических плит. Горячая точка расположена недалеко от экватора на плите Наска, недалеко от границы расходящейся плиты с плитой Кокос . Тектоническая обстановка очага осложняется Галапагосским тройным стыком плит Наска и Кокос с Тихоокеанской плитой.. Движение плит по горячей точке определяется не только распространением вдоль хребта, но и относительным движением между Тихоокеанской плитой и плитами Кокосовые острова и Наска.
Страна | Эквадор |
---|---|
Территория | Галапагосские острова |
Область, край | Тихий океан |
Координаты | 0 ° 22' ю.ш. 91 ° 33' з.д. / 0,37 ° ю.ш.91,55 ° з.Координаты : 0 ° 22' ю.ш. 91 ° 33' з.д. / 0,37 ° ю.ш.91,55 ° з. |
Считается, что этой горячей точке более 20 миллионов лет, и за это время произошло взаимодействие между горячей точкой, обеими этими плитами, и расходящейся границей плит в Галапагосском центре распространения. Лавы из горячих точек не обладают однородной природой многих горячих точек; вместо этого есть свидетельства того, что горячая точка питается четырьмя крупными водохранилищами. Они смешиваются в разной степени в разных местах архипелага, а также в пределах Галапагосского центра распространения.
Теория горячих точек
В 1963 году канадский геофизик Дж. Тузо Уилсон предложил теорию «горячих точек», чтобы объяснить, почему, хотя большая часть землетрясений и вулканической активности происходит на границах плит, некоторые происходят далеко от границ плит. Теория утверждала, что небольшие, долговечные, исключительно «горячие» области магмы расположены под определенными точками на Земле. Эти места, получившие название «горячие точки», обеспечивают локальные системы тепла и энергии (тепловые шлейфы), которые поддерживают длительную вулканическую активность на поверхности. Этот вулканизм создает подводные горы, которые в конечном итоге поднимаются над океанским течением, образуя вулканические острова. По мере того как острова медленно удалялись от очага, за счет движения скользящих плит, как описано в теории тектоники плит , приток магмы прекращается, и вулкан переходит в спящий режим. Между тем, процесс повторяется снова и снова, на этот раз образуя новый остров, и продолжается до тех пор, пока горячая точка не рухнет. Теория была разработана для объяснения цепи подводных гор Гавайи-Император , где исторические острова можно было проследить на северо-запад в направлении движения Тихоокеанской плиты. Ранняя теория помещала эти постоянные источники тепла для шлейфов глубоко под землей; однако недавние исследования заставили ученых поверить в то, что горячие точки на самом деле динамичны и могут перемещаться самостоятельно. [1] [2]
Тектоническая обстановка
Горячая точка Галапагосских островов имеет очень сложную тектоническую обстановку. Он расположен очень близко к хребту, раскинувшемуся между плитами Кокос и Наска ; горячая точка взаимодействует с обеими плитами и спрединговым гребнем за последние двадцать миллионов лет, поскольку относительное расположение горячей точки по отношению к плитам изменилось. На основании аналогичных градиентов сейсмических скоростей лав хребтов Карнеги, Кокос и Мальпелос есть свидетельства того, что активность горячих точек была результатом одного длительного плавления мантии, а не нескольких периодов активности и покоя. [3]
На Гавайях данные свидетельствуют о том, что у каждого вулкана есть определенный период активности, поскольку горячая точка перемещается под этой частью Тихоокеанской плиты, прежде чем стать бездействующей, а затем потухнет и исчезнет под океаном. Похоже, что это не так на Галапагосских островах, вместо этого есть свидетельства одновременного вулканизма на обширной территории. [4] Почти все Галапагосские острова демонстрируют вулканизм в недавнем геологическом прошлом, а не только в нынешнем месте горячей точки на Фернандине. [5] В приведенном ниже списке указаны даты последнего извержения вулканов Галапагосских островов, упорядоченные с запада на восток.
Имя | Последнее извержение |
---|---|
Остров Дарвина | Вымерший |
Фернандина | 2017 г. |
Эквадор (вулкан) | 1150 |
Волчий остров | Вымерший |
Рока Редонда | Неизвестный |
Серро Азул | 2008 г. |
Волк (вулкан) | 2015 г. |
Дарвин (вулкан) | 1813 г. |
Альседо | 1993 г. |
Сьерра-Негра | 2018 г. |
Остров Сантьяго | 1906 г. |
Остров Пинта | 1928 г. |
Остров Марчена | 1991 г. |
Остров Санта-Крус | Неизвестный |
Остров Флореана | Вымерший |
Genovesa Island | Неизвестный |
Остров Сан-Кристобаль | Неизвестный |
Движение плит Наска и Кокос отслеживалось. Плита Наска движется под углом 90 градусов со скоростью 58 ± 2 км за миллион лет. Кокосовая плита перемещается на 41 градус со скоростью 83 ± 3 км за миллион лет. [3] Местоположение горячей точки с течением времени зафиксировано на океанической плите как хребты Карнеги и Кокос.
Хребет Карнеги находится на плите Наски, его длина составляет 600 км (373 мили), а ширина - до 300 км (186 миль). Он ориентирован параллельно движению плит, а его восточному концу примерно 20 миллионов лет. На гребне 86 градусов западной долготы есть выступающая седловина, где высота падает намного ближе к окружающему дну океана. Ридж Мальпело, протяженность которого составляет 300 км (186 миль), когда-то считался частью хребта Карнеги. [6]
Кокосовый хребет - это объект длиной 1000 км, расположенный на Кокосовой плите и ориентированный параллельно движению плит от трансформного разлома 91 градус к западу от Галапагосского центра распространения к побережью Панамы. Северо-восточная оконечность хребта датируется примерно 13–14,5 миллионов лет назад. [6] Однако острову Кокос на северной оконечности хребта всего 2 миллиона лет, поэтому он был создан в то время, когда хребет отошел от горячей точки. [7] Присутствие ярко выраженного перерыва в осадках в отложениях на Кокосовом хребте указывает на то, что Кокосовый хребет, вероятно, был изогнут после его первоначальной мелкой субдукции вдоль Среднеамериканского желоба. [8]
Текущая модель взаимодействия горячей точки и центра распространения между плитами Кокосовые острова и Наска пытается объяснить хребты на обеих плитах; раскол между хребтами Карнеги и Мальпело и последующая вулканическая активность вдали от горячей точки. За последние 20 миллионов лет произошло восемь основных фаз. [6]
- 19,5 миллионов лет - 14,5 миллионов лет назад: горячая точка была расположена на плите Наска, образуя объединенный хребет Карнеги и Мальпело. Тип извергнутой лавы представлял собой смесь материала плюма и истощенной верхней мантии , подобный типу лавы, обнаруживаемой в настоящее время на центральных Галапагосских островах.
- С 14,5 миллионов лет до 12,5 миллионов лет назад: Галапагосский центр распространения переместился на юг, и хребет перекрыл южный край горячей точки. Меньшее количество материала извергается над плитой Наска, в результате чего на хребте Карнеги образовалось седло. Движение расположения Галапагосского центра распространения начинает отделять хребет Мальпело от хребта Карнеги. Большинство лав из горячих точек создается на плите Кокос, что приводит к образованию Кокосового хребта. Образовавшиеся здесь лавы подобны типам, извергавшимся на западных щитовых вулканах Галапагосских островов, которые преимущественно являются плюмовыми.
- От 12 миллионов лет до 11 миллионов лет: горячая точка Галапагосских островов находится под Галапагосским центром распространения. Лавы плюмового типа сейчас изобилуют на Кокосовом хребте.
- 9,5 миллиона лет назад: разрыв между хребтами Карнеги и Мальпело заканчивается.
- От 5,2 миллиона лет назад до 3,5 миллиона лет назад: у Галапагосского центра распространения произошел еще один прыжок с гребня, движущийся к северу с плюмом, извергающимся на плиту Наска, аналогично нынешней ориентации.
- 3,5–2 миллиона лет назад: к северу от Галапагосского центра распространения образуется недолговечный центр распространения с востока на запад. Этот новый рифт терпит неудачу, но приводит к вулканической активности после заброшенной территории и последующему формированию острова Кокос и окружающих подводных гор. Вокруг горячей точки преобладают лавы с шлейфом.
- 2,6 миллиона лет назад: к северу от горячей точки Галапагосов произошел крупный трансформационный разлом. Это приводит к широко распространенному вулканизму на северных Галапагосских островах вдоль линеамента Вольфа-Дарвина и вокруг острова Дженовеза . [9]
- Настоящее время: горячая точка Галапагосских островов находится к югу от центра распространения и имеет геохимическую зональность плюма.
Химическая структура лав Галапагосских островов
Анализ радиоактивных изотопов лав на островах Галапагосского архипелага и на хребте Карнеги показывает, что есть четыре основных резервуара магмы, которые смешиваются в различных комбинациях, образуя вулканическую провинцию. [5] [10]
Эти четыре типа: СЛИВА - это магма, связанная с самим шлейфом и похожая на магмы с других океанических островов в Тихом океане. Он имеет характеристики промежуточного соотношения стронция (Sr), неодима (Nd) и свинца (Pb). Лавы PLUME встречаются преимущественно на западе островов, вокруг островов Фердинандина и Исабела , что близко к нынешнему положению горячей точки. Лавы PLUME, извергнутые на Фернандине и Изабелле, относительно прохладны. Анализ показывает, что они на 100 градусов по Цельсию холоднее, чем на Гавайях. Причина этого до конца не изучена, но может быть связана с охлаждением литосферы или относительно прохладным при формировании в мантии. [7] Затем они обнаруживаются в меньших количествах в форме подковы к северу и югу от центральных островов, смешиваясь с другими резервуарами по мере продвижения на восток. Лавы СЛИВЫ также встречаются в лавах Галапагосского центра распространения из-за конвекции и смешивания всех этих лав. В верхней мантии конвекционные потоки приносят мантийный материал под небольшими углами с юга от Галапагосского центра распространения. Эти конвекционные потоки будут притягивать магму типа СЛИВА к центру распространения, где она затем извергается. [5] [6]
DGM – (Depleted Galapagos Mantle), this has similar characteristics to ocean ridge basalts throughout the Pacific and the Galapagos Spreading Centre. Partial melting of the upper mantle as a result of the spreading centre will leave mantle material depleted in some compounds. It has low Sr and Pb isotope ratios and high Nd ratios. DGM is found in the central islands of the Galapagos such as Santiago, Santa Cruz, San Cristobal and Santa Fe. It fills in the centre of the horseshoe formed by the PLUME lavas to the west, north and south.[5][10][11]
FLO – (Floreana), characteristic of that island's lavas. It is thought that this reservoir came from subducted ocean crust that has been entrained by the mantle plume. It has enriched Sr and Pb ratios and is enriched with trace elements.[10][11] FLO is associated principally with the island of Floreana and shows up on the mixing of lavas within the Galapagos along the southern side archipelago and is diluted to the east and north of there.[10]
WD – (Wolf Darwin) is unique in the Pacific and resembles material from an Indian Ocean Ridge system. It is found on the Wolf and Darwin Islands and the seamounts that connect them along the Wolf Darwin Lineament. It has a unique Pb ratio.[10] WD is located along the northern side of the archipelago and dilutes to the east and south.[5]
Смотрите также
- Volcanoes of the Galápagos Islands
Рекомендации
- ^ Watson, Jim (5 May 1999). ""Hotspots": Mantle thermal plumes". USGS. Retrieved 21 November 2009.
- ^ Uhlik, Caroline (2003-01-08). "The 'fixed' hotspot that formed Hawaii may not be stationary, scientists conclude". Stanford Report. Retrieved 2009-04-03.
- ^ a b Sallarès, Vallenti (2005). "Crustal seismology helps constrain the nature of mantle melting anomalies: The Galápagos Volcanic Province". Mantleplumes.org. Retrieved 21 November 2009.
- ^ O'Connor, John M. (8 January 2008). "Migration of Widespread Long-Lived Volcanism Across the Galápagos Volcanic Province: Evidence for a Broad Hotspot Melting Anomaly?". mantleplumes.org. Retrieved 21 November 2009.
- ^ a b c d e Mantleplumes.org
- ^ a b c d Harpp, Karen S.; Wanless, Virginia D.; Otto, Robert H.; Hoernle, Kaj; Werner, Reinhard (2005). "The Cocos and Carnegie Aseismic Ridges: a Trace Element Record of Long-term Plume-Spreading Center Interaction". Journal of Petrology. 46 (1): 109–133. doi:10.1093/petrology/egh064.
- ^ a b Mantleplumes.org
- ^ Li, Yong-Xiang; Zhao, Xixi; Jovane, Luigi; Petronotis, Katerina E.; Gong, Zheng; Xie, Siyi (2015-12-01). "Paleomagnetic constraints on the tectonic evolution of the Costa Rican subduction zone: New results from sedimentary successions of IODP drill sites from the Cocos Ridge". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 16 (12): 4479–4493. doi:10.1002/2015GC006058. ISSN 1525-2027.
- ^ Harpp, Northern Galapagos Province Hotspot Near Ridge Volcanism
- ^ a b c d e Harpp, Karen; Geist, Dennis (2006). "Galapagos Plumology". Charles Darwin Foundation. Archived from the original on 2007-06-10.
- ^ a b Harpp, Karen (2001). "Tracing a mantle plume: Isotopic and trace element variations of Galapagos seamounts" (PDF). Geochemistry, Geophysics, Geosystems. Archived from the original (PDF) on 2011-07-20. Retrieved 2011-04-06.