Горячая точка Кергелен
Горячая точка Кергелен — вулканическая горячая точка на плато Кергелен в южной части Индийского океана . [ 1 ] Горячая точка Кергелен производила базальтовую лаву в течение примерно 130 миллионов лет, а также образовала острова Кергелен , плато Натуралист , остров Херд , острова Макдональд , большую магматическую провинцию Комей на юге Тибета и ловушки Раджмахал . [ 2 ] Один из связанных объектов, Девяносто Восточный хребет , отличается своей длиной более 5000 км (3100 миль) и является самым длинным линейным тектоническим элементом на Земле. [ 3 ] [ 4 ] Общий объем магмы, извергнутой за 130 миллионов лет, с соответствующими особенностями оценивается примерно в 25 000 000 км . 3 (6 000 000 куб. миль). [ 5 ] Однако, помимо крупных магматических провинций и подводных гор, горячая точка взаимодействовала с другими объектами распространения морского дна, поэтому эта цифра объема имеет некоторую неопределенность. [ 6 ]
Недавний вулканизм
[ редактировать ]Самая последняя активность горячей точки Кергелен наблюдалась вблизи островов Херд и Макдональд , где есть два действующих вулкана, но ее нынешнее местоположение может представлять собой довольно обширную территорию центрального плато Кергелен, простирающуюся на расстояние около 440 км (270 миль). , [7] обратно в архипелаг Кергелен, поскольку там в настоящее время наблюдается геотермальная активность с активными фумаролами. [ 8 ] Некоторые модели тектоники плит отдают предпочтение таким северо-восточным местам. [ 9 ] Основная часть щелочных базальтов паводков островов Кергелен отложилась между 30 и 24 миллионами лет назад. [7] Однако более молодые лавы к юго-востоку от архипелага в основном встречаются в виде даек или пробок в этих базальтах и имеют возраст от 10 до 6 миллионов лет. [7] К югу находится стратовулкан Мон -Росс на Гранд-Терре, возраст которого составляет от 2 до 100 000 лет. [7]
Состав Амстердама-Св., которому 10 миллионов лет. Плато Пола, расположенное недалеко от нынешней границы плит Юго-Восточного Индийского хребта, имеет сходство с извержениями горячей точки Кергелен, поэтому недавно активные вулканы на нем были отнесены некоторыми к этой горячей точке, а не к отдельной горячей точке Амстердам-Сент-Пол . В таком случае на острове Амстердам, примерно в 1400 км (870 миль) к северо-востоку от архипелага Кергелен, есть вулкан, извержение которого, должно быть, произошло, возможно, в прошлом веке, подводной горы Бумеранг извержение произошло в 1995 году, а остров Сен-Поль неподалеку извергся в 1793 году. . [ 10 ] [ 8 ] [ 11 ]
Исторический вулканизм
[ редактировать ]Тектоника
[ редактировать ]Горячая точка Кергелен использовалась для интерпретации тектонической истории Индо-Австралийской плиты , хотя сама горячая точка сейчас расположена под Антарктической плитой . [7] Модели динамики основных плит, основанные на гипотезе мантийного плюма , вполне соответствуют наблюдаемому возрасту за последние 130 миллионов лет, но некоторые детали состава не объясняются классической моделью плюма. [ 12 ] В обсуждении ниже важно понимать, что упомянутые даты были получены за период около 50 лет, а даты, полученные в более ранних работах, были обновлены, где это необходимо, по мере анализа большего количества образцов. [ 12 ] Это может привести к тому, что события, произошедшие примерно 40 миллионов лет назад, будут иметь поправки примерно на 10 миллионов лет. Существует школа мысли, которая относит по крайней мере две отдельные горячие точки к активности, приписываемой некоторыми одной горячей точке Кергелен, и эта проблема не решена с помощью новейшего моделирования тектонических плит. [ 8 ] Потенциально отдельная горячая точка Амстердам-Сент-Пол выделяется в таких моделях для объяснения исторической активности на плато Амстердам-Сент-Пол к югу от Юго-Восточного Индийского хребта, при этом предыдущая активность этой горячей точки теперь к северу от Юго-Восточного Индийского хребта является подводными горами Цепь мертвых поэтов. [ 13 ] [ 8 ] Нынешнее местоположение этой горячей точки, если она существует, трудно определить, поскольку существуют области недавней вулканической активности, которые могут быть связаны с все еще расширяющимся Юго-Восточным Индийским хребтом. Самая последняя работа имеет две отдельные точки зрения. [ 14 ] [ 15 ]
Сто сорок миллионов лет назад до распада Гондваны соседствовали нынешняя северо-восточная часть Индии (Бенгалия), южная часть Западной Австралии и часть Земли Принцессы Елизаветы в Антарктиде . [ 16 ] Первоначально Индия и Австралия отделились от Антарктиды с расширением континентальной коры между Австралией и Антарктидой примерно 132,5 миллиона лет назад . [ 17 ] Индия первой отделилась от Антарктиды, и это произошло примерно 132–130 миллионов лет назад . [ 18 ] хотя в более ранних работах это произошло 124 миллиона лет назад . [ 16 ] Восточная Гондвана, включающая нынешнюю Антарктиду, Индию и Австралию, продолжала распадаться между 132,6 и 96 миллионами лет назад, при этом Индия переместилась на северо-запад от Австралии-Антарктиды, а расширение между Австралией и Антарктидой достигло наибольшей скорости. [ 17 ] Распространение морского дна произошло в районе нынешнего плато Натуралисте. [ 17 ] Столкновение Индии с Азией началось около 70 миллионов лет назад . [ 16 ] Восточная Австралия и Антарктида завершили свое разделение, возможно, всего 45 миллионов лет назад . [ 19 ] но с большинством исторических моделей 67 миллионов лет назад . [ 16 ] Недавние исследования и данные сейсмических событий, таких как землетрясения в Индийском океане в 2012 году , позволяют предположить, что Индо-Австралийская плита могла распасться на две или три отдельные плиты, главным образом, из-за напряжений, вызванных столкновением Индо-Австралийской плиты с Евразийской плитой. то, что впоследствии стало Гималаями , [ 20 ] [ 21 ] и что Индийская и Австралийская плиты могли быть разделены по крайней мере 3 миллиона лет назад . [ 22 ] Большая часть территории Девяносто Восточного хребта не только связана с горячей точкой, но и является частью размытой границы между Индийской и Австралийской плитами , поскольку они расходятся на север. [ 23 ] Современные структуры, такие как банка Элан, могут занять свое место из-за скачков хребтов в распространяющихся разломах в процессе расширения морского дна. [ 23 ]
Эруптивная история
[ редактировать ]
Сейчас считается, что самые старые вулканические породы, относящиеся к горячей точке Кергелен, произошли раннем меловом периоде Комей в большой магматической провинции на юго-востоке Тибета в 145 миллионов лет назад . [ 18 ] [ 28 ] Существует совпадение во времени с базальтами в этой области Тибета, самые молодые породы которых возникли 130 миллионов лет назад , с теми, которые были найдены за тысячи миль от Банбери, Западная Австралия, возраст которых составляет до 137 миллионов лет назад , но некоторые из них всего лишь 123 миллиона лет назад . [ 18 ] Предыдущие исследования предполагали, что максимальный возраст в Банбери составлял 132,2 ± 0,3 миллиона лет назад . Оба вулканизма относительно небольшого объема по сравнению с более поздними событиями. [ 18 ] Распад континентов Индии и Антарктиды произошел примерно 132–130 миллионов лет назад . [ 18 ]
Между Западной Австралией и холмом Гульден Драак на дне Индийского океана расположены плато Натуралист, Валлаби и Зенит, которые извергались между 130 и 117 миллионами лет назад . [ 29 ] [ 27 ] теперь хорошо отделена от Индии. Отражатели, падающие в сторону моря, которые сейчас находятся на южной оконечности плато Кергелен недалеко от Антарктиды, также образовались в этот период более 126 миллионов лет назад . [ 16 ]
Южное плато Кергелен в расширяющемся бассейне Индийского океана образовалось между 120 и 110 миллионами лет назад . [ 30 ] и представлял собой гораздо больший объем базальта, что соответствовало большой магматической провинции. Тем временем мантийный шлейф Кергелен также извергся к югу от провинции Комей, в двух ловушках северо-восточной Индии: ловушках Раджмахал и ловушках Силхет. Они извергались в период 118,1 ± 0,3 миллиона лет назад . [ 31 ] и 115 миллионов лет назад . [ 32 ] Извержения также произошли в этот период на территории нынешнего холма Гульден Драак у Западной Австралии 117 миллионов лет назад из-за последующих движений тектонических плит . Наиболее подходящая тектоническая модель объясняет эти события тем, что примерно 115 миллионов лет назад головка мантийного плюма достигла поверхности под формирующимся Индийским океаном между Индией и Антарктидой с обширным плавлением тонкой океанической коры обеих плит. [ 33 ]
Центральное плато Кергелен образовалось между 110 и 100 миллионами лет назад в результате извержения базальта из горячей точки на быстро движущейся Антарктической плите. [ 33 ] с появлением банка Элан в первые 5 миллионов лет этого периода. [ 34 ]
Примерно 105 миллионов лет назад тройное соединение Индийской, Австралийской и Антарктической плит пересекало шлейф, в результате чего кора образовывалась на трех разных плитах одновременно. [ 34 ] Теперь ситуация усложняется из-за последних доказательств, потому что кажется, что шлейф мог находиться под Австралийской плитой где-то между 95 и 45 миллионами лет назад , а образовался Брокен-Ридж, например, 95-94 миллиона лет назад . [ 34 ] вместо того, чтобы продолжать находиться на тройном стыке, как в классических тектонических моделях. [ 16 ] Долгое время считалось, что часть плюма извергалась под Индийской плитой, когда она двигалась на север, что способствовало линейному характеру и возрасту базальтов Девяносто Восточного хребта, самый старый из которых находился на севере, 82 миллиона лет назад , а самый молодой - на юге. , 37 миллионов лет назад . [ 35 ] Однако есть веские доказательства в виде магнитных измерений на каждой стороне хребта, что декомпрессионное таяние вдоль девяноста восточного хребта также произошло. [ 3 ] и самая последняя модель отводит этому важную роль. [ 34 ] Предыдущая гипотеза только о горячих точках объясняла все особенности разделением шлейфа на две эффективные горячие точки. [ 16 ] Многие исследователи постулируют, что он похоронен под слоем отложений глубиной около 5 км (3,1 мили) на морском дне Бенгальского залива . [ 35 ] существует продолжение Девяносто Восточного хребта с вулканическими породами, отложившимися около 90 миллионов лет назад . [ 3 ]
Открытие Юго-Восточного Индийского хребта привело 40 миллионов лет назад к созданию горячей точки Северного плато Кергелен на Антарктической плите, а также объясняет 20 миллионов лет назад возраст Цепи Мертвых Поэтов, соединяющей концы Девяносто Восточный хребет и Брокен-Ридж до северной стороны Юго-Восточного Индийского хребта. Это также могло бы объяснить недавнее образование плато Амстердам-Сен-Поль. [ 34 ] возраст которого составляет 10 миллионов лет назад и находится к югу от нынешнего Юго-Восточного Индийского хребта, [ 16 ] но исследования состава противоречивы. [ 8 ] Возможно, эти извержения происходят из второй горячей точки, [ 8 ] и самые последние авторитетные источники согласны с этим. [ 14 ] [ 15 ]
Горячая точка теперь снова находится под южной частью плато Центрально-Кергелен, что объясняет недавнюю вулканическую активность, о которой уже говорилось.
Состав
[ редактировать ]Существует тенденция в магматизме плюма Кергелен: от толеитовых/переходных базальтов, существовавших более 25 миллионов лет назад , до щелочные базальты. [ 36 ] Подводные горы, выкопанные между островами Кергелен и островом Херд, образовались в миоцене из слабощелочных, оливиновых и пикритовых базальтов . [ 37 ] Состав в Амстердаме и на острове Сент-Пол и вблизи него отличается от другого материала плюмов Кергелена. [ 8 ] [ 14 ] [ 15 ]
На девяносто восточном хребте присутствует толеитовый базальт, типичный для базальтов Индийского океана, без систематических изотопных вариаций, наблюдаемых вдоль хребта, и это несовместимо с гипотезой о происхождении стареющего мантийного плюма для всего хребта. [ 13 ] . Однако по крайней мере три различных источника должны были способствовать образованию базальтов хребта. [ 13 ] Изотопный состав занимает промежуточное положение между базальтами, обнаруженными на плато Кергелен и Амстердам-Сен-Пол или вблизи них. [ 13 ] . Это приводит к интерпретации, согласно которой горячая точка Кергелен, как ее описывают некоторые, представляет собой как минимум две отдельные горячие точки. [ 13 ] а девяносто-восточный хребет представляет собой преимущественно историческую границу расходящейся плиты с извержениями из глубокого мантийного источника. [ 13 ] [ 34 ] Один образец с подводной горы Бумеранг , вулкана на плато Амстердам-Сен-Пол, имеет состав, который находится посередине между образцами с острова Сент-Пол и плато Кергелен, и это согласуется с исходной мантией типа Кергелен, существующей под плато Амстердам-Сен-Пол. [ 38 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гупта и Деса 2001 , с. 743.
- ^ Чжоу и др. 2018 , с. 811.
- ^ Jump up to: а б с Шриджит и Кришна 2015 , стр. 1105–6.
- ^ Бредов и Стейнбергер 2018 , стр. 126, 131.
- ^ Гроб и др. 2002 , с. 1135.
- ^ Бредов и Стейнбергер, 2018 , стр. 126–129, 131.
- ^ Jump up to: а б с д и Вейс и др. 2002 , с. 2.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Бредов и Стейнбергер, 2018 , с. 128.
- ^ Вейс и др. 2002 , с. 3.
- ^ «Глобальная программа вулканизма: остров Амстердам» . Проверено 15 ноября 2023 г.
- ^ Джонсон и др. 2000 , Выводы, стр. 256–257.
- ^ Jump up to: а б Бредов и Стейнбергер, 2018 , с. 128-9.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Нобре Сильва и др. 2013 , с. 1177.
- ^ Jump up to: а б с Дубинина и др. 2017 , стр. 212–215.
- ^ Jump up to: а б с Кумар и др. 2023 г. , 2. Региональная тектоническая обстановка.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Гаина и др. 2003 , с. 410.
- ^ Jump up to: а б с Пауэлл, Рутс и Виверс, 1988 , Аннотация.
- ^ Jump up to: а б с д и Бредов и Стейнбергер, 2018 , с. 126.
- ^ «Новый взгляд на распад Гондваны» . Livescience.com. 05 июля 2013 г. Проверено 25 декабря 2015 г.
- ^ Хиллис и Мюллер 2003 .
- ^ Гейн и др. 2003 .
- ^ Штейн, Селла и Окай 2002 , стр. 248–254.
- ^ Jump up to: а б Гаина и др. 2003 , стр. 411–12.
- ^ Сандвелл и др. 2014 .
- ^ Бредов и Стейнбергер, 2018 , рис. 1.
- ^ Шриджит и Кришна 2015 , Рис. 1.
- ^ Jump up to: а б Олирук и др. 2020 г. , рис. 1.
- ^ Эти новые эпохи не способствуют разрешению споров о вкладе горячих точек в распад континентов.
- ^ Бредов и Стейнбергер, 2018 , стр. 126–7.
- ^ Бредоу и Стейнбергер 2018 , с. 127.
- ^ Гроб и др. 2002 , стр. 1125–26.
- ^ Бредоу и Стейнбергер 2018 , с. 127-8.
- ^ Jump up to: а б Бредов и Стейнбергер, 2018 , с. 130.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Бредов и Стейнбергер, 2018 , с. 131.
- ^ Jump up to: а б Нобре Сильва и др. 2013 , с. 1178.
- ^ Вейс и др. 2002 , стр. 21.
- ^ Вейс и др. 2002 , с. 20
- ^ Джонсон и др. 2000 , с. 257.
Источники
[ редактировать ]- Пауэлл, К.; Корни, СР; Виверс, Джей-Джей (1988). «Расширение континента в Восточной Гондване до распада и раннее открытие восточной части Индийского океана». Тектонофизика . 155 (1–4): 261–283. Бибкод : 1988Tectp.155..261P . дои : 10.1016/0040-1951(88)90269-7 .
- Штейн, Сет; Селла, Джованни; Окай, Эмиль А. (2002). «Землетрясение в Бхудже 26 января 2001 г. и размытая западная граница Индийской плиты» (PDF ) Пограничные зоны плит . Серия «Геодинамика». Американский геофизический союз. стр. 100-1 243–254. дои : 10.1029/GD030p0243 . ISBN 9781118670446 . Проверено 14 ноября 2023 г.
- Хиллис, РР; Мюллер, Р.Д., ред. (2003). Эволюция и динамика Австралийской плиты . Специальная публикация 22 Геологического общества Австралии и Специальная статья 372 Геологического общества Америки . Проверено 14 ноября 2023 г.
- Гайна, С; Мюллер, РД; Браун, Би Джей; Исихара, Т (2003). «Формирование микроконтинента вокруг Австралии». В Хиллисе, РР; Мюллер, Р.Д. (ред.). Эволюция и динамика Австралийской плиты . Специальная публикация 22 Геологического общества Австралии и Специальная статья 372 Геологического общества Америки. стр. 405–16 . Проверено 14 ноября 2023 г.
- Гупта, раввин Сен; Деса, Эрлих (2001). Индийский океан: перспектива, Том 2 . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 90-5809-224-0 .
- Гроб, МФ; Прингл, штат Массачусетс; Дункан, РА; Гладченко, Т.П.; Стори, М; Мюллер, РД; Гахаган, Луизиана (2002). «Выход магмы в горячей точке Кергелен с 130 млн лет назад». Журнал петрологии . 43 (7): 1121–37. дои : 10.1093/petrology/43.7.1121 .
- Вайс, Д; Фрей, ФА; Шлих, Р; Шаминг, М; Монтиньи, Р; Дамасцено, Д; Маттиелли, Н; Николайсен, Кентукки; Скоутс, Дж. С. (2002). «След мантийного плюма Кергелен: данные с подводных гор между архипелагом Кергелен и островом Херд, Индийский океан» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 3 (6): 1–27. дои : 10.1029/2001GC000251 . hdl : 2429/39106 . ISSN 1525-2027 .
- Сэндвелл, DT; Мюллер, РД; Смит, WHF; Гарсия, Э.; Фрэнсис, Р. (2014). «Новая глобальная морская гравитационная модель CryoSat-2 и Jason-1 раскрывает погребенную тектоническую структуру». Наука . 346 (6205): 65–67. дои : 10.1126/science.1258213 . ПМИД 25278606 . S2CID 31851740 .
- Шриджит, КМ; Кришна, Канзас (28 февраля 2015 г.). «Скорость производства магмы вдоль Девяносто-Восточного хребта и ее связь с движением Индийской плиты и активностью горячих точек Кергелен» . Письма о геофизических исследованиях . 42 (4): 1105–12. дои : 10.1002/2014GL062993 .
- Нобре Силва, ИГ; Вайс, Д; Скоутс, Дж. С.; Барлинг, Дж (2013). «Девяностовосточный хребет и его связь с горячими точками Кергелен, Амстердам и Сент-Пол в Индийском океане» . Журнал петрологии . 54 (6): 1177–210. doi : 10.1093/petrology/egt009 .
- Бредов, Э; Стейнбергер, Б. (16 января 2018 г.). «Переменная скорость производства расплава в горячей точке Кергелен из-за долгосрочного взаимодействия шлейфа и хребта» . Письма о геофизических исследованиях . 45 (1): 126–36. дои : 10.1002/2017GL075822 . hdl : 10852/70913 .
- Олирук, Гонконг; Журдан, Ф; Уиттакер, Дж. М.; Мерл, RE; Цзян, Вопрос; Пурто, А; Дусе, LS (15 марта 2020 г.). «Время и причины глобальной реорганизации плит в середине мелового периода». Письма о Земле и планетологии . 534 (116071). дои : 10.1016/j.epsl.2020.116071 . S2CID 213999443 .
- Дубинина, Е.П.; Галушкина Ю.И.; Грохольская, А.Л.; Коханб А.В.; Сущевская, Н.М. (2017). «Горячие и холодные зоны Юго-Восточного Индийского хребта и их влияние на особенности его строения и магматизма (численное и физическое моделирование)». Геотектоника . 51 (3): 209–229. дои : 10.1134/S0016852117030049 . ISSN 0016-8521 .
- Кумар, П.; Сингха, П.; Госал, Д.; Джейкоб, Дж.; Гупта, С. (2023). «Литосферная архитектура под плато Амстердам-Сент-Пол, южная часть Индийского океана с использованием комплексных гравитационных, магнитных и сейсмологических исследований». Тектонофизика . 863 : 229989. Бибкод : 2023Tectp.86329989K . дои : 10.1016/j.tecto.2023.229989 .
- Дусе, С.; Вайс, Д.; Скоутс, Дж. С.; Дебай, В.; Гирет, А. (2004). «Геохимические и изотопные ограничения Hf – Pb – Sr – Nd на происхождение базальтов горячей точки Амстердам – Сент-Пол (Индийский океан)». Письма о Земле и планетологии . 218 (1–2): 179–195. дои : 10.1016/S0012-821X(03)00636-8 .
- Чжоу, К.; Лю, З.; Лай, Ю.; Ван, GC; Ляо, З.; Ли, YX; Ву, JY; Ван, С.; Цин, CS (2018). «Петрогенезис основных и кислых пород из большой магматической провинции Комей, Южный Тибет: последствия для начальной активности плюма Кергелен». Бюллетень ГСА . 130 (5–6): 811–824. Бибкод : 2018GSAB..130..811Z . дои : 10.1130/B31653.1 .
- Джонсон, КТМ; Грэм, Д.В.; Рубин, К.Х.; Николайсен, К.; Шайрер, Д.С.; Форсайт, Д.В.; Бейкер, ET; Дуглас-Прибе, LM (2000). «Подводная гора Бумеранг: активное выражение горячей точки Амстердам-Сент-Пол, Юго-Восточный Индийский хребет» . Письма о Земле и планетологии . 183 (1): 245–259. Бибкод : 2000E&PSL.183..245J . дои : 10.1016/s0012-821x(00)00279-x . Проверено 24 сентября 2016 г.