Hot spot (geologi)

En varm punkt er i geologi , en region på overfladen af en planet , af begrænset omfang, og hvis intens vulkansk aktivitet skyldes varme kappe upwelling kaldet faner . . I øjeblikket er viden om hot spots og de interne fænomener ved deres oprindelse stadig ufuldstændig.

Inden for Jorden er visse områder af kappen, der er særligt varme og derfor mindre tætte, oprindelsen til en opadgående bevægelse af klipper under virkningen af ​​Archimedes-tryk. Det følger dannelsen af ​​en kappe diapir, der stiger i form af en sky . Sidstnævnte, der nærmer sig jordens overflade, begynder at smelte ved dekompression (til en dybde i størrelsesordenen 100  km ) og genererer en magma- basaltik, som, når den er i tilstrækkelig proportion, gennem litosfæren op 'for at gennembore den og forårsager dannelsen af såkaldte hot spot vulkaner . Forskydningen af de tektoniske plader i forhold til kappestigningen er oprindelsen af ​​vulkanske tilpasninger på jordens overflade, hvoraf kun den sidste vulkan er aktiv, såsom øhavet på Hawaii-kejseren, øhavet Marquesas , Society Islands osv.

Årsagerne til, at dele af kappen er relativt varmere, er uklare. Akkumuleringen af ​​materialer, der genindføres i kappen gennem subduktion og potentielt beriget med radioaktive grundstoffer (kalium, uran, thorium) giver en forklaring, der stemmer overens med målingen af ​​bestemte isotopiske signaturer i deres materialer spildt på overfladen. Fjernelse af varme fra jordens kerne , det være sig dens resterende dannelsesvarme, den latente krystallisationsvarme af frøet eller varmen fra radioaktivitet, er en anden driver, der er citeret for ustabiliteten af grænselaget mellem kernen og kappen, grænselag, hvis dæmpede plaque kirkegård status er blevet dæmpet fra Pacific Ring of Fire siden cirka 500 Ma, gør det til en god kandidat til nogle hotspots, såsom Hawaii .

Opdagelsens historie

Opdagelsen af ​​hot spots fandt sted parallelt med pladetektonikens .

I 1963 bemærkede John Tuzo Wilson , at oceaniske vulkanske kæder kunne have været "sporet" på den litosfæriske plade, der understøtter dem af en fast magmatisk kilde, der er placeret under denne plade, som bevæger sig med tiden.

I 1971 foreslog William Jason Morgan , at denne stationære kilde under pladen blev fodret af en varm sky, der stiger gennem kappen.

Siden slutningen af ​​1990'erne er der kommet andre hypoteser, der gør pladetektonik til motoren og kappe oprindelsen til hot spots. Disse kaldes desuden fusionsanomalier i disse teorier.

I 2003 Vincent Courtillot et al. foreslå eksistensen af ​​tre typer hot spots afhængigt af kappeens oprindelse  : de såkaldte primære hot spots med en dyb sky, der sandsynligvis kommer fra kappeens nedre grænse ( Hawaiian Islands , Reunion ), den såkaldte hot spots sekundære, med en mellemliggende sky, der sandsynligvis kommer fra taget af kappens overgangszone ( De Kanariske Øer , Galapagos ), de såkaldte overfladiske hot spots, der er knyttet til stresszoner i litosfæren ( Azorerne , Comorerne ).

Beskrivelse af modellen

Hot spot vulkanisme skyldes, at magmatisme har gennemboret lithosfæren til dens øvre del, jordskorpen . Det skyldes plumer af varmt materiale, der stiger op fra kappen , hvilket fører til skabelsen af ​​vulkaner:

Klipperne i disse hotspots er Ocean Island Basalts ( OIB ). Deres særlige kemiske natur, i basaltfamilien , indikerer en anden oprindelse end basalterne på oceaniske kamme ( MORB ). De hot spots er vidner om forskydningen af de litosfæriske plader , fordi skyen af ​​varme materialer, der er ved deres oprindelse, ved første tilnærmelse er fast.

Vi kan således følge bevægelsen af ​​Stillehavspladen gennem f.eks. Marshalløernes tilpasning og skærgården til kejserøerne. Disse øgrupper kommer fra det samme hotspot, der forårsager fødslen af ​​en vulkan. Da pladen bevæger sig støt, døde vulkanen til sidst, og en anden dukkede op over det hot spot. Ved at datere alderen på basalterne, der udgør disse øer, kan vi udlede hastigheden på pladen.

Hot spots er ansvarlig for magma udgydelser i meget store mængder, for eksempel fælder af Deccan, Sibirien, Etiopien, samt enorme oceaniske plateauer (Ontong Java, Kerguelen plateauet, Caribien plateau, Falklandsøerne / Falklandsøerne, etc.). Kildematerialerne til de varme pletter kommer fra grænselag i kappen, især det, der ligger over grænsen mellem den nederste kappe og den øvre kappe (i dybden af ​​670  km ), og det, der ligger over grænsen mellem kappen. Og kerne ( 2.900  km ). Ud over disse grænselag bidrager asthénosphère- krydsning og lithosfæren lokalt til sammensætningen af ​​produkterne magmas, samt sporer forskellige kemiske elementer undersøgt af geokemi .

Aktiviteten af ​​hot spots har sandsynligvis dybt ændret Jordens historie på den ene side ved at ændre planetens klima og på den anden side, fordi det antages, at de kan være forbundet med åbningen af jorden. Visse oceaner:

Anmeldelser

Hotspot-hypotesen er interessant på mere end en måde:

Det er endda dette sidste punkt, der har forsinket udseendet af alternative forklaringer. Hypotesen var for produktiv til at blive opgivet.

Ikke desto mindre har den forskning, der er stimuleret af denne hypotese, mens den bekræfter visse punkter vist, at nogle beviser ikke er:

Kort og liste over hot spots

Følgende liste identificerer hot spots. Ethvert tal i parentes henviser til hot spot-nummeret på kortet overfor. Medmindre andet er angivet, er positionerne og forskydningerne af hotspots taget fra bogen Plate hastations in hotspot reference frame af WJ Morgan og JP Morgan.

Forklaring af kolonnen "Forskydning":

Efternavn Ingen. Plade Position Skift Kommentarer
Azorerne 1 Eurasisk
nordamerikansk 		37 ° 54 'N, 26 ° 00' V p = 0,5; az = 110 ± 12 °
p = 0,3; az = 280 ± 15 °		 Fødte på Azorerne
Afar 29 afrikansk 7 ° 00 ′ N, 39 ° 30 ′ Ø p = 0,2; az = 30 ± 15 °; v = 16 ± 8 mm / år Muligvis relateret til den tredobbelt krydsning af Afar for 30 Ma siden.
Anyuy nordamerikaner 67 ° N, 166 ° E p = B-
Anahim 45 nordamerikaner 52 ° 54 'N, 123 ° 44' V Fødte det vulkanske bælte af Anahim
Arago 59 Fredelig 23 ° 24 'S, 150 ° 42' V p = 1; az = 296 ± 4 °; v = 120 ± 20 mm / år
Opstigning 55 Sydamerikansk 7 ° 54 'S, 14 ° 18' V Fødte Ascension Island
Austral 58 Fredelig 25 ° 36 'S, 143 ° 18' V p = (1,0); az = 293 ± 3 °; v = 75 ± 15 mm / år Fødte Austral-øerne
Østlige Australien 30 australsk 40 ° 48 ′ S, 146 ° 00 ′ Ø p = 0,3; az = 0 ± 15 °; v = 65 ± 3 mm / år
Baikal Eurasisk 51 ° N, 101 ° E p = 0,2; az = 80 ± 15 °
Balleny 2 Antarktis 67 ° 36 'S, 164 ° 48' Ø p = 0,2; az = 325 ± 7 ° Fødte Ballenyøerne
Bermuda 56 nordamerikaner 32 ° 36 'N, 64 ° 18' V p = 0,3; az = 260 ± 15 ° Fødte i Bermuda
Bouvet 51 afrikansk 54 ° 24 'S, 3 ° 24' Ø p = C Fødte Bouvet Island
Bowie / Pratt-Welker 3 Fredelig 53 ° 00 'N, 134 ° 48' V p = 0,8; az = 306 ± 4 °; v = 40 ± 20 mm / år
Cameroun 17 afrikansk 2 ° 00 ′ N, 5 ° 06 ′ Ø p = 0,3; az = 32 ± 3 °; v = 15 ± 5 mm / år Fødte Cameroun-linjen
Kanariske øer 18 afrikansk 28 ° 12 'N, 18 ° 00' V p = 1; az = 94 ± 8 °; v = 20 ± 4 mm / år Fødte De Kanariske Øer
Grøn hætte 19 afrikansk 16 ° N, 24 ° W p = 0,2; az = 60 ± 30 ° Fødte Kap Verde-øerne
Carolinas 4 Fredelig 4 ° 48 ′ N, 164 ° 24 ′ Ø p = 1; az = 289 ± 4 °; v = 135 ± 20 mm / år
Cobb 5 Fredelig 46 ° 00 ′ N, 130 ° 06 ′ V p = 1; az = 321 ± 5 °; v = 43 ± 3 mm / år
Cocos 60 australsk 17 ° 00 ′ S, 94 ° 30 ′ Ø p = 0,2; az = 28 ° ± 6 ° Fødte Cocos Island
Comorerne 21 afrikansk 11 ° 30 ′ S, 43 ° 18 ′ Ø p = 0,5; az = 118 ± 10 °; v = 35 ± 10 mm / år Fødte Comoros øhav
Crough 61 Fredelig 26 ° 54 'S, 114 ° 36' V p = 0,8; az = 284 ± 2 °
Crozet 52 Antarktis 46 ° 06 ′ S, 50 ° 12 ′ Ø p = 0,8; az = 109 ± 10 °; v = 25 ± 13 mm / år Fødte Crozet-øhavet . Muligvis relateret til den magtfulde provins Karoo-Ferrar for 183 år siden.
Darfur 6 afrikansk 13 ° 00 ′ N, 24 ° 12 ′ Ø p = 0,5; az = 45 ± 8 ° Fødte Marrah-bjergene
Opdagelse 50 afrikansk 43 ° 00 ′ S, 2 ° 42 ′ V p = 1; az = 68 ± 3 °
Eifel 8 Eurasisk 50 ° 12 ′ N, 6 ° 42 ′ Ø p = 1; az = 82 ± 8 °; v = 12 ± 2 mm / år Fødte Eifel-massivet
Erebus 54 Antarktis 77 ° 30 'S, 167 ° 12' Ø p = A Fødte Mount Erebus
Etna 47 afrikansk 37 ° 45 '18' N, 14 ° 59 '43' Ø p = A Fødte Etna
Euterpe Fredelig Af
Fernando de Noronha 9 Sydamerikansk 3 ° 48 ′ S, 32 ° 24 ′ V p = 1; az = 266 ± 7 ° Fødte Fernando de Noronha . Muligvis forbundet med den centrale atlantiske magmatiske provins for omkring 200 Ma siden.
Fundament 57 Fredelig 37 ° 42 'S, 111 ° 06' V p = 1; az = 292 ± 3 °; v = 80 ± 6 mm / år
Galapagos 10 Nazca
cocos 		0 ° 24 'S, 91 ° 36' V p = 1; az = 96 ± 5 °; v = 55 ± 8 mm / år
p = 0,5; az = 45 ± 6 °		 Fødte Galapagosøerne . Muligvis relateret til den store caribiske magtfulde provins for 88 til 95 Ma siden.
Gough 49 afrikansk 40 ° 19 'S, 9 ° 56' V p = 0,8; az = 79 ± 5 °; v = 18 ± 3 mm / år Fødte Gough Island
Guadalupe 11 Fredelig 27 ° 42 'N, 114 ° 30' V p = 0,8; az = 292 ± 5 °; v = 80 ± 10 mm / år
Guyanas Sydamerikansk 5 ° N, 61 ° W p = B
Hainan 46 Eurasisk 20 ° N, 110 ° E az = 0 ± 15 °
Hawaii 12 Fredelig 19 ° 00 'N, 155 ° 12' V p = 1; az = 304 ± 3 °; v = 92 ± 3 mm / år Fødte fødsel på Hawaii
Hørt 53 Antarktis 53 ° 06 ′ S, 73 ° 30 ′ Ø p = 0,2; az = 30 ± 20 ° Fødte Heard og MacDonald Islands
Hoggar 13 afrikansk 23 ° 18 ′ N, 5 ° 36 ′ Ø p = 0,3; az = 46 ± 12 ° Fødte Hoggar
Island 14 Eurasisk
nordamerikansk 		64 ° 24 'N, 17 ° 18' V p = 0,8; az = 75 ± 10 °; v = 5 ± 3 mm / år
p = 0,8; az = 287 ± 10 °; v = 15 ± 5 mm / år		 Fødte Island . Måske dukkede op med Mid-Atlantic Ridge for 62 år siden.
Jan Mayen 15 Eurasisk 71 ° N, 9 ° W p = C Fødte Jan Mayen Island
Juan Fernandez 16 Nazca 33 ° 54 'S, 81 ° 48' V p = 1; az = 84 ± 3 °; v = 80 ± 20 mm / år Fødte Juan Fernández øhav
Karisimbi afrikansk 1 ° 30 ′ S, 29 ° 24 ′ Ø p = B Fødte Virunga-bjergene
Kerguelen 20 Antarktis 49 ° 36 ′ S, 69 ° 00 ′ Ø p = 0,2; az = 50 ± 30 °; v = 3 ± 1 mm / år Muligvis knyttet til Kerguelen Plateau for omkring 130 Ma siden
Fødte Kerguelenøerne . De Saint-Paul og New Amsterdam øer kan være blevet skabt af denne hot spot.
Kilimanjaro afrikansk 3 ° 00 ′ S, 37 ° 30 ′ Ø p = B Fødte Kilimanjaro
Lord Howe 22 australsk 34 ° 42 'S, 159 ° 48' Ø p = 0,8; az = 351 ± 10 ° Fødte Lord Howe Island
Louisville 23 Fredelig 53 ° 36 'S, 140 ° 36' V p = 1; az = 316 ± 5 °; v = 67 ± 5 mm / år Muligvis relateret til Ontong Java Plateau 125 til 120 Ma siden.
Macdonald 24 Fredelig 29 ° 00 ′ S, 140 ° 18 ′ V p = 1; az = 289 ± 6 °; v = 105 ± 10 mm / år
Mackenzie nordamerikaner Af
Madeira 48 afrikansk 32 ° 36 ′ N, 17 ° 18 ′ V p = 0,3; az = 55 ± 15 °; v = 8 ± 3 mm / år Fødte på Madeira
Sydlige Maria / Cook 60 Fredelig 20 ° 12 'S, 153 ° 48' V p = 0,8; az = 300 ± 4 °
Marion 25 Antarktis 46 ° 54 'S, 37 ° 36' Ø p = 0,5; az = 80 ± 12 °
Marquesas 26 Fredelig 46 ° 54 'S, 37 ° 36' Ø p = 0,5; az = 319 ± 8 °; v = 93 ± 7 mm / år
Martin Vaz Sydamerikansk 20 ° 30 'S, 28 ° 48' V p = 1; az = 264 ± 5 ​​°; v = 30 ± 20 mm / år
Massif Central Eurasisk 45 ° 06 ′ N, 2 ° 42 ′ Ø p = B; az = 97 ± 12 ° Fødte Massif Central
Matachewan nordamerikaner Af
New England / Great Meteor 28 afrikansk 29 ° 24 'N, 29 ° 12' V p = 0,8; az = 40 ± 10 °
Ob-Lena Antarktis 52 ° 12 'S, 40 ° 00' Ø p = 1,0; az = 108 ± 6 °
Påskeø 7 Nazca 26 ° 24 'S, 106 ° 30' V p = 1; az = 87 ± 3 °; v = 95 ± 5 mm / år Fødte påskeøen
Pierre I er Antarktis 68 ° 48 'S, 90 ° 36' V p = B Fødte øen Pierre I er
Pitcairn 31 Fredelig 25 ° 24 'S, 129 ° 18' V p = 1; az = 293 ± 3 °; v = 90 ± 15 mm / år Fødte Pitcairn Island
Vaskebjørn 32 nordamerikaner 36 ° 48 ′ N, 104 ° 06 ′ V p = 1; az = 240 ± 4 °; v = 30 ± 20 mm / år
Mødet 33 afrikansk 21 ° 12 'S, 55 ° 42' Ø p = 0,8; az = 47 ± 10 °; v = 40 ± 10 mm / år Fødte Mascarenes , Chagos Archipelago , Maldiverne og Deccan-fælderne (hovedsagelig aktive mellem 66 og 68,5 Ma siden)
Rungwe afrikansk 8 ° 18 ′ S, 33 ° 54 ′ Ø p = B +
Sankt Helena 34 afrikansk 16 ° 30 'S, 9 ° 30' V p = 1; az = 78 ± 5 °; v = 20 ± 3 mm / år Fødte Saint Helena
Samoa 35 Fredelig 14 ° 30 ′ S, 168 ° 12 ′ V p = 0,8; az = 285 ± 5 °; v = 95 ± 20 mm / år Fødte i Samoa
Scott Antarktis 68 ° 48 ′ S, 178 ° 48 ′ V p = 0,2; az = 346 ± 5 °
San Felix 36 Nazca 26 ° 24 'S, 80 ° 06' V p = 0,3; az = 83 ± 8 ° Fødte Desventuradas-øerne
Shona 27 afrikansk 51 ° 24 'S, 1 ° 00' V p = 0,3; az = 74 ± 6 ° Også kendt som Meteor Hotspot.
Samfund 38 Fredelig 18 ° 12 'S, 148 ° 24' V p = 0,8; az = 295 ± 5 °; v = 109 ± 10 mm / år
Socorro 37 Fredelig 19 ° N, 111 ° W Fødte Revillagigedo-øerne
Tasmantides 39 australsk 40 ° 24 'S, 155 ° 30' Ø p = 0,8; az = 7 ± 5 °; v = 63 ± 5 mm / år
Tibesti 40 afrikansk 20 ° 48 ′ N, 17 ° 30 ′ Ø p = 0,2; az = 30 ± 15 ° Fødte Tibesti
Trindade 41 Sydamerikansk 20 ° 30 'S, 28 ° 48' V p = 1; az = 264 ± 5 ​​° Fødte Trindade og Martin Vaz
Tristan da cunha 42 afrikansk 37 ° 12 'S, 12 ° 18' V Fødte Tristan da Cunha
Vema 43 afrikansk 32 ° 06 'S, 6 ° 18' V Muligvis relateret til Etendeka- og Paraná-fælderne for omkring 132 år siden via Walvis Ridge .
Yellowstone 44 nordamerikaner 44 ° 30 ′ N, 110 ° 24 ′ V p = 0,8; az = 235 ± 5 °; v = 26 ± 5 mm / år Fødte Yellowstone Caldera . Muligvis relateret til Columbia basaltgruppen 14 til 17 Ma siden.

Noter og referencer

  1. André Brahic, Earth and Universe Sciences , Vuibert ( ISBN  2711752801 )
  2. Gengivet fra Adolphe Nicolas , Les Montagnes sous la mer , BRGM, 1990, 188 s.
  3. (in) W. Jason Morgan, "  Conveection plumes in the lower mantle  " , Nature , vol.  230, nr .  5288,1971, s.  42–43
  4. .
  5. (in) "  Vulkanisme og skiftende tektoniske plader - Maxicours  " på Maxicours (adgang til 13. august 2020 ) .
  6. (i) Ian H. Campbell, Andrew C. Kerr, "  The Great Debate Pen: Pen Test teorien  " , Kemisk Geologi , vol.  241, nr .  3,Juli 2007, s.  149–152 ( DOI  10.1016 / j.chemgeo.2007.01.013 , læs online ).
  7. (i) WJ Morgan og JP Morgan, "  Plate Velocities in hotspot reference frame: electronic supplement  " på http://www.mantleplumes.org ,25. januar 2007(adgang 14. juni 2019 ) .
  8. (in) "  Katalog over canadiske vulkaner - Anahim vulkanske bælte  " [ arkiv16. juli 2011] , om Natural Resources Canada , Geological Survey of Canada (adgang til 14. juni 2008 )
  9. (in) C. O'Neill, RD Müller og B. Steinberger, "  Revised Indian flat rotations based on the motion of Indian Ocean hotspots  " , Earth and Planetary Science Letters , vol.  215, n knogle  1-2, 1993, s.  151–168 ( DOI  10.1016 / S0012-821X (03) 00368-6 , Bibcode  2003E & PSL.215..151O , læs online [ arkiv af26. juli 2011] , adgang 14. juni 2019 )
  10. (da) JM O'Connor og AP Roex, "  South Atlantic hotspot pen systems: 1. Distribution of vulcanism in time and space  " , Earth and Planetary Science Letters , vol.  113, nr .  3,1992, s.  343–364 ( DOI  10.1016 / 0012-821X (92) 90138-L , Bibcode  1992E & PSL.113..343O )
  11. (i) Søren B. Nielsen, Randell Stephenson og Erik Thomsen, "  Letter: Dynamics of Mid-Palæocæn North Atlantic rifting forbundet med europæiske intra-plade deformationer  " , Nature , vol.  450, nr .  7172,13. december 2007, s.  1071–1074 ( PMID  18075591 , DOI  10.1038 / nature06379 , Bibcode  2007Natur.450.1071N )
  12. (i) Robert B. Smith, Michael Jordan, Bernhard Steinberger, Christine M. Puskas Jamie Farrell, Gregory P. Waite, Stephan Husen, Wu-Lunge Chang og Richard O'Connell, "  Geodynamik af Yellowstone hotspot og kappe plume: Seismisk og GPS-billeddannelse, kinematik og kappeflow  ” , Journal of Volcanology and Geothermal Research , vol.  188, nr .  1–3,20. november 2009, s.  26–56 ( DOI  10.1016 / j.jvolgeores.2009.08.020 , Bibcode  2009JVGR..188 ... 26S , læs online , adgang til 14. juni 2019 )

Tillæg

Bibliografi

eksterne links