De meeste studieboeken vertellen je hetzelfde verhaal over hotspots. Ze beginnen ongelooflijk heet en koelen vervolgens langzaam af naarmate de tektonische plaat zich verwijdert. Het is een netjes, logisch verhaal.
Maar de gegevens van de Pacific Plate zeggen iets anders.
De Hawaiiaanse hotspot koelt niet af. Het is aan het opwarmen.
Volgens nieuw onderzoek van de Universiteit van Hawaï in M�noa is de mantelpluim die deze vulkanen voedt de afgelopen 47 miljoen jaar met ongeveer 250°C (ongeveer 480°F) opgewarmd. Dit is geen kleine fluctuatie. Het is een significante omkering van een al lang bestaande geologische theorie.
De bevindingen, gepubliceerd in Earth and Planetary Science Letters, suggereren dat twee specifieke perioden van extreme hitte direct verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van de enorme schildvulkanen die de keten bepalen.
Hoe de Hawaiiaanse hotspot de geologische verwachtingen trotseerde
Het pad is gemakkelijk te zien. Een 3500 km lange strook onderwaterbergen en eilanden markeert waar de Pacifische plaat over een stilstaande kolom heet gesteente is gesleept.
Maar het lavavolume? Dat is rommelig.
Er zijn 65 vulkanen langs de Hawaiiaanse bergkam. Hun maten variëren enorm. Sommige zijn kleine vlekjes op de zeebodem. Anderen, zoals Mauna Kea of de uitgestorven P�h�honu, zijn reuzen. Het verschil in geproduceerde lava is ongeveer 100 keer zo groot.
Jarenlang probeerden wetenschappers te achterhalen waarom. Is de Pacifische plaat versneld? Was de korst op sommige plekken dunner? Is de magmabron veranderd?
Michael Garcia, emeritus hoogleraar aan de UH M�noa School of Ocean and Earth Science, leidde een team om deze ideeën te testen. Ze keken naar olivijnbasalt van 19 verschillende vulkanen.
Ze sloten de korstdikte uit.
Ze sloten de plaatsnelheid uit.
Ze sloten de verschillen in de magmabron uit.
“Het was een grote verrassing om zo’n direct verband te vinden tussen manteltemperaturen en vulkaangrootte”, zei Garcia. De andere theorieën klopten gewoon niet met de cijfers. De hitte wel.
Waarom sommige Hawaïaanse vulkanen reuzen zijn: het bewijs van de hittegolf
Dus als hitte de drijvende kracht is, hoe ziet de tijdlijn er dan uit?
Het team heeft een nieuwe tool gebouwd. Een geothermeter. Het werkt door de chemische vingerafdrukken in olivijnkristallen te analyseren om precies te schatten hoe heet de lava was toen deze voor het eerst diep in de mantel smolt.
Ze combineerden deze temperatuurgegevens met bijgewerkte metingen van de vulkaangroottes uit oceaanbodemonderzoeken.
Het resultaat was duidelijk. De pluim was niet alleen warm. Het had twee duidelijke pieken in intensiteit.
- Eerste golf (14-20 miljoen jaar geleden): Deze hittestoot creëerde P�h�honu. Het is de grootste en langstlevende schildvulkaan in de keten van de afgelopen 60 miljoen jaar.
- Tweede golf (0–6 miljoen jaar geleden): Deze recentere hittegolf heeft de belangrijkste Hawaiiaanse eilanden gebouwd die we vandaag de dag zien.
Deze pieken onderbraken een algemene trend van stijgende temperaturen. De basishitte is gestegen, maar deze pieken hebben de reuzen gebouwd.
“De ontwikkeling van de nieuwe geothermeter helpt ons de geschiedenis van de vulkanen te begrijpen”, merkte Garcia op. “Specifiek, waarom sommige enorm zijn, terwijl andere klein blijven.”
Wat zorgt ervoor dat de mantelpluim na verloop van tijd opwarmt?
Als de hotspot heter wordt, wat voedt deze dan?
De onderzoekers wijzen naar de onderste mantel. Daar beweegt dicht, heet materiaal. Deze beweging is waarschijnlijk de oorzaak van de seculaire opwarming die al 47 miljoen jaar wordt waargenomen.
Dit verandert de manier waarop we naar de levenscyclus van een hotspot kijken. Het is geen uitstervend sintel. Het is een oven die misschien de knop hoger zet.
De implicaties reiken verder dan alleen Hawaï. Als het primaire model voor hotspots – hete start, langzame afkoeling – verkeerd is, moeten we opnieuw evalueren hoe andere vulkanische ketens zich hebben gevormd.
De gegevens liegen niet. De temperatuur ging omhoog. De vulkanen werden enorm. De theorie moet veranderen.
Het is mogelijk dat we het volledige mechanisme van die lagere mantelbeweging nog niet kennen. De hitte houdt aan. De plaat blijft bewegen.
En het verhaal wordt nog steeds in lava geschreven.
