Горячая точка Макдональда
( Горячая точка Макдональд также известная как «Тубуай» или «Старый Руруту»). [ 1 ] ) — вулканическая горячая точка в южной части Тихого океана . Горячая точка была ответственна за формирование подводной горы Макдональд и, возможно, цепи Австрал — острова Кука . [ 2 ] Вероятно, он не вызвал весь вулканизм на островах Аустрал и Кука, поскольку данные о возрасте предполагают, что для образования некоторых вулканов потребовалось несколько дополнительных горячих точек.
Помимо вулканов на островах Острал и островах Кука, Токелау , острова Гилберта , острова Феникс и несколько Маршалловых островов , а также несколько подводных гор горячая точка Макдональда могла образовать на Маршалловых островах.
Геология
[ редактировать ]Региональная геология
[ редактировать ]Горячие точки объяснялись либо мантийными плюмами, производящими магму в земной коре, либо реактивацией старых литосферных структур, таких как трещины, либо распространением земной коры за счет тектонического напряжения. [ 3 ] Помимо подводной горы Макдональд, активные вулканы, которые считаются горячими точками в Тихом океане, включают Гавайи , подводную гору Баунти на Питкэрне , Вайлулуу на Самоа и Мехетию / Теахитию на островах Общества . [ 4 ]
Вулканизм в южной части Тихого океана связан с «Южно-Тихоокеанским суперсвеллом», регионом, где морское дно аномально мелкое. Это место расположения ряда часто недолговечных вулканических цепей, включая ранее упомянутые горячие точки, а также горячую точку Араго , Маркизские острова и Раротонга . Под Суперсвеллом область апвеллинга выявлена в мантии , хотя нехватка сейсмических станций в регионах затрудняет ее достоверное изображение. [ 5 ] В случае с Макдональдом кажется, что аномалия с низкой скоростью в мантии поднимается из другой аномалии на глубине 1200 километров (750 миль) к поверхности. [ 6 ] Это объясняется наличием «суперплюма», очень большого мантийного плюма, который также формировал океанические плато в меловой период . [ 7 ] с современным вулканизмом на вулканах Общества и Макдональда, происходящим из вторичных шлейфов, поднимающихся от суперплюма к коре. [ 8 ] Эта ассоциация может объяснить появление шоссе Hotspot в южной части Тихого океана, впервые описанное в 2010 году. [ 9 ]
Местная геология
[ редактировать ]Острова Острал и острова Кука , возможно, образовались из горячей точки Макдональд. [ 10 ] поскольку Тихоокеанская плита переносилась над горячей точкой со скоростью 10–11 сантиметров в год (3,9–4,3 дюйма в год). Волна высотой 500–300 метров (1640–980 футов) подпирает острова Острал до подводной горы Макдональд. [ 11 ] который в настоящее время является действующим вулканом в горячей точке Макдональда. [ 12 ] Они соответствуют модели линейного вулканизма, поскольку к юго-востоку они постепенно менее деградируют (за исключением Маротири, который, в отличие от других, более экваториальных островов, не защищенный коралловыми рифами , подвергся сильной эрозии), а действующий вулкан Макдональд находится на их юго-восточном конце. [ 13 ] Однако, по-видимому, в этом районе есть и несколько более старые гайоты , некоторые из которых свидетельствуют о том, что на них образовались вторичные вулканы. Возможно, гайоты гораздо старше и что литосферные аномалии периодически активизировались и вызывали возобновление вулканизма на старых гайотах. [ 14 ]
Кроме того, датирование различных вулканов в цепи Кука-Австрала указывает на то, что не существует простого изменения возраста вдали от подводной горы Макдональд и что цепь, по-видимому, состоит из двух отдельных рядов. Хотя более молодой возраст Атиу и Аитутаки можно объяснить долгосрочным эффектом роста Раротонги , сам Раротонга примерно на 18–19 миллионов лет моложе, чем можно было бы ожидать, если бы он был сформирован Макдональдом. [ 15 ] [ 16 ] Дополнительный более молодой возраст некоторых вулканов, таких как Руруту, объясняется наличием дополнительной системы, горячей точки Араго . [ 17 ] и несколько камней из Тубуаи и Райваваэ. [ 16 ] а также более глубокие образцы, взятые на других вулканах, кажутся слишком старыми, чтобы их можно было объяснить горячей точкой Макдональда. Этот возраст может указывать на то, что некоторые вулканы изначально образовались в горячей точке Фонда . [ 18 ] Другая проблема с использованием горячей точки для объяснения этого вулканизма - это очень изменчивый состав вулканизма между различными постройками. [ 19 ] и что ряд островов Кука не расположены на реконструированном пути горячей точки Макдональда. [ 20 ] Некоторые из этих несоответствий могут быть связаны с наличием нескольких горячих точек или реактивацией мертвого вулканизма в результате прохождения поблизости другой горячей точки. [ 21 ]
Высокое соотношение гелия-3 к гелию-4 было использовано для вывода о глубокомантийном происхождении магм горячих точек вулканов. [ 22 ] Образцы гелия , взятые из Макдональда, подтверждают это утверждение. [ 23 ] и использовались, чтобы исключить представление о том, что такая магма может происходить из земной коры , обогащенных примитивным гелием . в секторах литосферы , хотя ее происхождение возможно [ 24 ] Сейсмическая томография показала мантийный шлейф под горячей точкой Макдональда. [ 25 ]
Здания-кандидаты
[ редактировать ]В целом, список вулканов-кандидатов, созданных горячей точкой Макдональда, выглядит следующим образом:
- Подводная гора Макдональд . [ 21 ]
- Подводная гора Ра расположена на пути Макдональда, но она слишком стара, чтобы образоваться в этой горячей точке. [ 21 ]
- Маротири , Рапа , Раивавае , Тубуай и древние вулканы Руруту. [ 26 ] и подводной горы Араго, [ 27 ] и корреляция частично подтверждается изотопными данными, хотя, по-видимому, произошло изменение изотопного состава между Райваваэ и Рапа. [ 28 ] возможно, из-за того, что горячая точка пересекает Южную зону разлома . [ 29 ] Более старый возраст Маротири может указывать на отдельное вулканическое событие, вызванное тем же источником, что и подводная гора Ра. [ 30 ]
- Подводная гора ZEP2-7 возле Руруту. [ 27 ]
- Банк Нилсона идет по пути Макдональда, но единственный возраст намного старше прогнозируемого и имеет сомнительную точность. [ 30 ]
- Возраст подводной горы ZEP2-19 может составлять 8,8 миллиона лет. [ 30 ]
- Мангайя . [ 31 ]
- Раротонга во время олигоцена , но также и с более поздним вулканизмом. [ 32 ]
- Атолл Роуз и подводная гора Малулу на Самоа , если им около 40 миллионов лет. [ 9 ] Подводные горы Моки, Дино и Малулу являются более вероятными продуктами горячей точки Макдональд, поскольку вместо этого атолл Роуз был связан с горячей точкой Араго . [ 33 ] и у Моки соответствующий состав. [ 34 ] Малулу и Папатуа могли образоваться либо в горячей точке Макдональда, либо в горячей точке Араго. [ 35 ]
- Токелау , на основе реконструкций плит и изотопных данных. [ 36 ] [ 37 ]
- Острова Гилберта , [ 38 ] хотя такая трасса потребует поворота на пути горячей точки. существует изгиб. В цепи подводных гор Гавайи-Император [ 39 ] но нет явных свидетельств изгиба трассы горячей точки Макдональда. [ 40 ] Прогнозируется, что это произойдет недалеко от того места, где сегодня находится горячая точка Самоа . [ 41 ]
- Острова Феникс , 43–66 миллионов лет назад. [ 20 ]
- Северные Маршалловы острова находились над горячей точкой Макдональда 100–150 миллионов лет назад. [ 42 ] Позже на некоторые из этих подводных гор и атоллов повлияли горячая точка Руруту , горячая точка Общества и горячая точка Раротонга, что привело к сложной истории вулканизма и поднятий. [ 43 ]
- Гайот Аан -Кан в середине мела . [ 44 ]
- Северная цепь Ралик [ 45 ] возможно, также образовалась из горячей точки Макдональда, хотя неопределенности в движении плит, произошедшие примерно 90 миллионов лет назад, делают любую такую реконструкцию неопределенной. [ 46 ]
- Атолл Эрикуб , хотя горячая точка Араго проходила ещё ближе к Эрикубу. [ 47 ]
- Позднемеловой вулканизм подводных гор Локкворвор и Ломьенаэлик. [ 48 ]
- Апт - альбский вулканизм на гайотах Лоббадеде и Лева, за которым последовало возобновление активности в Лоббадеде 82,4 миллиона лет назад, вероятно, связан с горячей точкой Руруту . [ 48 ]
- Ло-Эн Подводная гора во время Альба . [ 48 ]
- Апт - альбский вулканизм на подводных горах Водеджебато и Рувитунтун . Позже эти подводные горы подверглись дальнейшему воздействию горячей точки Руруту , в то же время, когда произошел вулканизм в Бикини и Ронгелапе . [ 48 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Контер, Джаспер Г.; Финлейсон, Валери А.; Энгель, Жаклин; Джексон, Мэтью Г.; Копперс, Энтони АП; Шарма, Шив К. (22 апреля 2019 г.). «Характеристика судовых образцов земснарядов Тувалу, Самоа и Лау с использованием спектроскопии лазерного разрушения (LIBS)» . Прикладная спектроскопия . 73 (6): 625. Бибкод : 2019ApSpe..73..623K . дои : 10.1177/0003702819830793 . ISSN 0003-7028 . ПМИД 30700109 . S2CID 73411474 .
- ^ У. Дж. Морган (1971). «Конвекционные плюмы в нижней мантии» . Природа . 230 (5288): 42–43. Бибкод : 1971Природа.230...42М . дои : 10.1038/230042a0 . S2CID 4145715 .
- ^ Бинар и др. 2004 , с. 158.
- ^ Бинар и др. 2004 , с. 157.
- ^ Танака и др. 2009 , с. 268.
- ^ Танака и др. 2009 , с. 276.
- ^ Суэцугу и Ханю 2013 , стр. 260.
- ^ Суэцугу и Ханю 2013 , стр. 267.
- ^ Перейти обратно: а б Джексон, Мэтью Г.; Харт, Стэнли Р.; Контер, Джаспер Г.; Копперс, Энтони АП; Штаудигель, Хуберт; Курц, Марк Д.; Блюштайн, Ежи; Синтон, Джон М. (2010). «След горячей точки Самоа на «шоссе горячей точки»: последствия для мантийных плюмов и глубокого мантийного источника Самоа» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 11 (12). Бибкод : 2010GGG....1112009J . дои : 10.1029/2010GC003232 . ISSN 1525-2027 . S2CID 131425199 .
- ^ Таландье и Окал 1984 , с. 813.
- ^ Бидо и Хекинян 2004 , с. 309.
- ^ Бидо и Хекинян 2004 , с. 312.
- ^ Джонсон и Малахофф 1971 , с. 3284.
- ^ Джонсон и Малахофф 1971 , с. 3289.
- ^ Томпсон, генеральный менеджер; Мальпас, Дж.; Смит, Ян Э.М. (2010). «Вулканическая геология Раротонги, южная часть Тихого океана» . Новозеландский журнал геологии и геофизики . 41 (1): 95. дои : 10.1080/00288306.1998.9514793 .
- ^ Перейти обратно: а б ДАЛРИМПЛ, Г. БРЕНТ; ДЖАРРАРД, РД; КЛАГ, ДА (1 октября 1975 г.). «K-Ar возраст некоторых вулканических пород с островов Кука и Острала». Бюллетень ГСА . 86 (10): 1466. Бибкод : 1975GSAB...86.1463D . doi : 10.1130/0016-7606(1975)86<1463:KAOSVR>2.0.CO;2 . ISSN 0016-7606 .
- ^ Бонневиль и др. 2002 , с. 1024.
- ^ МакНатт и др. 1997 , с. 480.
- ^ МакНатт и др. 1997 , с. 482.
- ^ Перейти обратно: а б Флейту, Л.; Морисо, К. (1 июля 1992 г.). «Коротковолновый геоид, батиметрия и конвективная картина под Тихим океаном» . Международный геофизический журнал . 110 (1): 13. Бибкод : 1992GeoJI.110....6F . дои : 10.1111/j.1365-246X.1992.tb00709.x . ISSN 0956-540X .
- ^ Перейти обратно: а б с Морган и Морган 2007 , с. 59.
- ^ Морейра и Аллегре 2004 , с. 984.
- ^ Морейра и Аллегре 2004 , с. 986.
- ^ Морейра и Аллегре 2004 , с. 987.
- ^ Вэй и др. 2022 , с. 8.
- ^ Човель и др. 1997 , с. 127.
- ^ Перейти обратно: а б Вэй и др. 2022 , с. 9.
- ^ Човель и др. 1997 , с. 133.
- ^ Вудхед, Джон Д. (1996). «Экстремальный HIMU в океанических условиях: геохимия острова Мангайя (Полинезия) и временная эволюция горячей точки Кука - южной части». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 72 (1–2): 16. Бибкод : 1996JVGR...72....1W . дои : 10.1016/0377-0273(96)00002-9 .
- ^ Перейти обратно: а б с Морган и Морган 2007 , с. 60.
- ^ Бонневиль и др. 2002 , с. 1025.
- ^ Сипкин, Стюарт А.; Джордан, Томас Х. (10 апреля 1975 г.). «Латеральная неоднородность верхней мантии, определенная по временам путешествий». Журнал геофизических исследований . 80 (11): 1479. Бибкод : 1975JGR....80.1474S . дои : 10.1029/JB080i011p01474 .
- ^ Бафф и др. 2021 , с. 543.
- ^ Прайс и др. 2022 , с. 2.
- ^ Прайс и др. 2022 , с. 16.
- ^ Счетчик, Дж.Г.; Копперс, А.А.; Штаудигель, Х.; Ханан, BB; Блихерт-Тофт, Дж. (1 декабря 2004 г.). «Периодический вулканизм в южной части Тихого океана: отслеживание постоянных геохимических источников». Тезисы осеннего собрания АГУ . 51 : V51B–0538. Бибкод : 2004AGUFM.V51B0538K .
- ^ Финлейсон и др. 2018 , с. 171.
- ^ Джаррард и Клэг 1977 , с. 67.
- ^ Джаррард и Клэг 1977 , с. 68.
- ^ Бафф и др. 2021 , с. 541.
- ^ Финлейсон и др. 2018 , с. 175.
- ^ Бергерсен 1995 , стр. 609.
- ^ Линкольн, Прингл и Сильва 1993 , с. 303.
- ^ Бергерсен 1995 , стр. 610.
- ^ Бергерсен 1995 , стр. 612.
- ^ Бергерсен 1995 , стр. 611.
- ^ Штаудигель, Хуберт; Парк, К.-Х.; Прингл, М.; Рубенстон, Дж.Л.; Смит, WHF; Зиндлер, А. (1991). «Долговечность изотопной и тепловой аномалий южной части Тихого океана» . Письма о Земле и планетологии . 102 (1): 34. Бибкод : 1991E&PSL.102...24S . дои : 10.1016/0012-821x(91)90015-a .
- ^ Перейти обратно: а б с д Линкольн, Прингл и Сильва 1993 , с. 300.
Источники
[ редактировать ]- Бергерсен, Д.Д. (1995). «Следы горячих точек мелового периода на Маршалловых островах» (PDF) . Труды программы океанского бурения, 144 научных результата . Том. 144. дои : 10.2973/odp.proc.sr.144.018.1995 .
- Бидо, Д.; Хекинян, Р. (2004). «Внутриплитные габброидные обломки, выброшенные из магматического очага подводной горы Макдональд (южная горячая точка): сравнение с другими провинциями». Океанические горячие точки . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. стр. 309–348. дои : 10.1007/978-3-642-18782-7_11 . ISBN 978-3-642-62290-8 .
- Бинар, Н.; Хекинян Р.; Стофферс, П.; Чемине, JL (2004). «Внутриплитный вулкан южной части Тихого океана: структура, морфология и стиль извержения». Океанические горячие точки . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. стр. 157–207. дои : 10.1007/978-3-642-18782-7_6 . ISBN 978-3-642-62290-8 .
- Бонневиль, Ален; Обаятельный, Раймон Ле; Оден, Лоуренс; Клуар, Валери; Доссо, Лора; Жилло, Пьер Ив; Дженни, Филип; Йордал, Келси; Маамаауайахутапу, Кейтапу (1 ноября 2002 г.). «Подводная гора Араго: пропавшая горячая точка обнаружена на Астралских островах» . Геология . 30 (11): 1023–1026. Бибкод : 2002Geo....30.1023B . doi : 10.1130/0091-7613(2002)030<1023:ASTMHF>2.0.CO;2 . ISSN 0091-7613 .
- Бафф, Л.; Джексон, Миннесота; Конрад, К.; Контер, Дж.Г.; Бизимис, М.; Прайс, А.; Роуз-Кога, EF; Блюштайн, Дж.; Копперс, ААП; Эррера, Сантьяго (12 января 2021 г.). « Недостающие звенья» долгоживущих горячих точек Макдональда и Араго в южной части Тихого океана» . Геология . 49 (5): 541–544. Бибкод : 2021Geo....49..541B . дои : 10.1130/G48276.1 . ISSN 0091-7613 . S2CID 229408118 .
- Шовель, К. ; Макдонаф, В.; Гий, Г.; Мори, Р.; Дункан, Р. (1997). «Контраст старого и молодого вулканизма на острове Руруту, Южная цепь». Химическая геология . 139 (1–4): 125–143. Бибкод : 1997ЧГео.139..125С . дои : 10.1016/s0009-2541(97)00029-6 .
- Финлейсон, Вирджиния; Контер, Дж.Г.; Конрад, К.; Копперс, ААП; Джексон, Миннесота; Руни, штат Техас (15 октября 2018 г.). «Изотопы Sr – Pb – Nd – Hf и возраст 40 Ar / 39 Ar показывают изгиб в стиле Гавайев – Императора в горячей точке Руруту» . Письма о Земле и планетологии . 500 : 168–179. Бибкод : 2018E&PSL.500..168F . дои : 10.1016/j.epsl.2018.08.020 . ISSN 0012-821X . S2CID 135064417 .
- Джаррард, Ричард Д.; Клэг, Дэвид А. (1977). «Влияние возраста островов Тихого океана и подводных гор на происхождение вулканических цепей». Обзоры геофизики . 15 (1): 57. Бибкод : 1977RvGSP..15...57J . дои : 10.1029/RG015i001p00057 .
- Джонсон, Рокн Х.; Малахофф, Александр (10 мая 1971 г.). «Связь вулкана Макдональд с миграцией вулканизма вдоль Южной цепи». Журнал геофизических исследований . 76 (14): 3282–3290. Бибкод : 1971JGR....76.3282J . дои : 10.1029/JB076i014p03282 . ISSN 2156-2202 .
- Линкольн, Джонатан М.; Прингл, Малкольм С.; Сильва, Изабелла Премоли (1993). «Ранний и позднемеловой вулканизм и рифообразование на Маршалловых островах». Мезозойская часть Тихого океана: геология, тектоника и вулканизм: том памяти Сая Шлангера . Серия геофизических монографий. Том. 77. Американский геофизический союз. стр. 279–305. Бибкод : 1993GMS....77..279L . дои : 10.1029/gm077p0279 . ISBN 978-0-87590-036-0 .
- МакНатт, МК ; Кэсс, Д.В.; Рейнольдс, Дж.; Йордал, Калифорния; Дункан, РА (2 октября 1997 г.). «Неспособность теории шлейфа объяснить вулканизм средней плиты на южных островах Австралии». Природа . 389 (6650): 479–482. Бибкод : 1997Natur.389..479M . дои : 10.1038/39013 . ISSN 0028-0836 . S2CID 205026871 .
- Морейра, Мануэль; Аллегре, Клод (1 августа 2004 г.). «Изотопы гелия на подводной горе Макдональд (Австралийская цепь): ограничения на происхождение суперволны» . Comptes Rendus Geoscience . 336 (11): 983–990. Бибкод : 2004CRGeo.336..983M . дои : 10.1016/j.crte.2004.04.006 .
- Морган, В. Джейсон; Морган, Джейсон Фиппс (2007). «Скорость плит в системе отсчета горячей точки: электронное приложение» . geosociety.org . дои : 10.1130/2007090 .
- Прайс, Эллисон А; Джексон, Мэтью Дж.; Блихерт-Тофт, Янне; Конрад, Кевин; Бизимис, Майкл; Копперс, Энтони АП; Контер, Джаспер Дж; Финлейсон, Валери А; Синтон, Джон М. (1 марта 2022 г.). «Выделение вулканического вклада в перекрывающиеся треки Самоа и Кука-Австралийской горячей точки» . Журнал петрологии . 63 (5): egac032. doi : 10.1093/petrology/egac032 .
- Суэцугу, Дайсуке; Ханю, Такеши (2013). «Происхождение горячих точек в южной части Тихого океана: последние достижения в области сейсмологических и геохимических моделей» . Геохимический журнал . 47 (2): 259–284. Бибкод : 2013GeocJ..47..259S . дои : 10.2343/geochemj.2.0229 .
- Таландье, Жак; Окал, Эмиль А. (1 сентября 1984 г.). «Новые исследования подводной горы Макдональд в южной части центральной части Тихого океана после вулканической сейсмической активности, 1977–1983 годы». Письма о геофизических исследованиях . 11 (9): 813–816. Бибкод : 1984GeoRL..11..813T . дои : 10.1029/GL011i009p00813 . ISSN 1944-8007 .
- Танака, С.; Обаяши, М.; Суэцугу, Д.; Шиобара, Х.; Сугиока, Х.; Ёсимицу, Дж.; Канадзава, Т.; Фукао, Ю.; Барруоль, Г. (2009). «Томография P-волн мантии под Южно-Тихоокеанским Суперсвеллом, выявленная в ходе совместных широкополосных сейсмических экспериментов на дне океана и на островах» (PDF) . Физика Земли и недр планет . 172 (3–4): 268–277. Бибкод : 2009PEPI..172..268T . дои : 10.1016/j.pepi.2008.10.016 .
- Вэй, Сюнь; Ши, Сюэ-Фа; Сюй, И-Ган; Кастильо, Патерно Р.; Чжан, Ян; Чжан, Ле; Чжан, Хуэй (5 января 2022 г.). «Подводные горы среднего мелового периода на северо-западе Тихого океана происходят из вторичных мантийных плюмов с составом горячих точек Араго» . Химическая геология . 587 : 120632. Бибкод : 2022ChGeo.58720632W . doi : 10.1016/j.chemgeo.2021.120632 . ISSN 0009-2541 . S2CID 244121112 .