Більшість підручників розповідають про джерела тепла (hotspots) одну й ту саму історію. Вони починаються з величезної температури, а потім поступово остигають у міру того, як тектонічна плита віддаляється від них. Це акуратна та логічна історія.
Але дані з Тихоокеанської плити говорять про інше.
Гавайське точкове джерело не остигає. Він нагрівається.
Згідно з новими дослідженнями Університету Гаваїв у Маноа, мантійний струмінь, що живить ці вулкани, нагрівся приблизно на 250 ° C (близько 480 ° F) за останні 47 мільйонів років. Це не легке вагання. Це значне спростування давно вкоріненої геологічної теорії.
Результати, опубліковані в журналі Earth and Planetary Science Letters, припускають, що саме два конкретні періоди екстремального нагріву безпосередньо призвели до створення масивних щитових вулканів, що визначають цей хребет.
Як гавайське точкове джерело спростувало геологічні очікування
Слід досить легко простежується. На ділянці довжиною 3500 км підводних гір та островів видно сліди того, як Тихоокеанська плита рухалася над нерухомою колоною розпеченої породи.
Але щодо обсягу лави, то картина не така проста.
Уздовж Гавайського хребта розташовано 65 вулканів. Їхні розміри вкрай різноманітні. Деякі — лише невеликі височини на дні океану. Інші, як Мауна-Кеа або згасло Пуахону, – справжні гіганти. Різниця обсягом вивергнутої лави становить приблизно 100 раз.
Роки вчені намагалися зрозуміти причину. Чи прискорила рух Тихоокеанська плита? Чи тонша кора в деяких місцях? Чи змінилося джерело магми?
Майкл Гарсія, заслужений професор Школи океанографії та наук про Землю Університету Гаваїв у Маноа, очолив групу для перевірки цих ідей. Вони проаналізували олівінові базальти із 19 різних вулканів.
Вони виключили фактор товщини кори.
Вони виключили швидкість руху плити.
Вони виключили розбіжності у джерелі магми.
“Було великим сюрпризом виявити такий прямий зв’язок між температурами мантії та розміром вулканів”, – сказав Гарсія. Інші теорії просто не вкладалися у цифри. А температура вкладалася.
Чому деякі гавайські вулкани — гіганти: свідчення теплового сплеску
Отже, якщо тепло є рушійною силою, який тимчасовий графік?
Група створила новий інструмент – геогеотермометр. Він працює шляхом аналізу хімічних відбитків у кристалах олівіну, дозволяючи точно оцінити, наскільки гарячою була лава при першому плавленні глибоко в мантії.
Вони об’єднали ці температурні дані з оновленими вимірами розмірів вулканів, отриманими під час картування океанічного дна.
Результат був однозначний. Струмінь не просто був теплим. Вона пережила два чіткі піки інтенсивності.
- Перший сплеск (14–20 мільйонів років тому): Цей викид тепла створив вулкан Пуахону. Це найбільший і довгоживучий щитовий вулкан у ланцюзі за останні 60 мільйонів років.
- Другий сплеск (0-6 мільйонів років тому): Цей нещодавніший хвиля тепла сформувала основні Гавайські острови, які ми бачимо сьогодні.
Ці сплески перервали загальну тенденцію до зростання температур. Базова спека підвищувалася постійно, але саме пiki створили гігантів.
«Розробка нового геогеотермометра допомагає нам зрозуміти історію вулканів, – зазначив Гарсія. — Зокрема чому деякі з них масивні, а інші залишаються невеликими».
Що змушує мантійний струмінь нагріватися з часом
Якщо точкове джерело стає гарячішим, що його живить?
Дослідники вказують на нижню частину мантії. Там переміщається міцний, гарячий матеріал. Цей рух, ймовірно, викликає тривале нагрівання, що спостерігається за 47 мільйонів років.
Це змінює наше уявлення про життєвий цикл точкового джерела тепла. Це не вмираюча головня. Це пекти, яка, можливо, збільшує вогонь.
Наслідки цього виходять далеко за межі Гаваїв. Якщо основна модель точкових джерел тепла – гарячий старт і повільне охолодження – помилкова, нам необхідно переглянути, як формувалися інші вулканічні ланцюги.
Дані не брешуть. Температура піднялася. Вулкани виросли колосальними. Теорія має змінитись.
Ми, можливо, поки що не знаємо повного механізму цього руху мантії. Нагрівання продовжується. Плита продовжує рухатися.
І історія, як і раніше, пишеться лавою.
