Hotspot (geologi) -Hotspot (geology)

	Kartlägg alla koordinater med: OpenStreetMap
	Ladda ner koordinater som: KML

Diagram som visar ett tvärsnitt genom jorden vid Hawaii hotspot. Magma med ursprung i manteln stiger upp i astenosfären och litosfären . En kedja av vulkaner skapas när litosfären rör sig över källan till magma.

I geologi är hotspots (eller hot spots ) vulkaniska platser som tros matas av underliggande mantel som är onormalt varm jämfört med den omgivande manteln. Exempel inkluderar Hawaii , Island och Yellowstone hotspots . En hotspots position på jordens yta är oberoende av tektoniska plattgränser , och så hotspots kan skapa en kedja av vulkaner när plattorna rör sig ovanför dem.

Det finns två hypoteser som försöker förklara deras ursprung. En antyder att hotspots beror på mantelplymer som stiger som termiska diapirer från gränsen mellan kärna och mantel. Den alternativa plåtteorin är att mantelkällan under en hotspot inte är onormalt varm, snarare är skorpan ovan ovanligt svag eller tunn, så att litosfärisk utsträckning tillåter passiv uppgång av smälta från grunda djup.

Ursprung

Schematiskt diagram som visar de fysiska processer inuti jorden som leder till generering av magma. Partiell smältning börjar över smältpunkten.

Ursprunget till begreppet hotspots ligger i J. Tuzo Wilsons arbete , som 1963 postulerade att bildandet av Hawaiiöarna var resultatet av den långsamma rörelsen av en tektonisk platta över en varm region under ytan. Det postulerades senare att hotspots matas av smala strömmar av het mantel som stiger upp från jordens kärna-mantelgräns i en struktur som kallas en mantelplym . Huruvida sådana mantelplymer existerar eller inte är föremål för en stor kontrovers inom geovetenskapen.

På någon plats där vulkanism inte är kopplad till en konstruktiv eller destruktiv plattmarginal, har begreppet en hotspot använts för att förklara dess ursprung. I en översiktsartikel av Courtillot et al. listar möjliga hotspots, skillnad görs mellan primära hotspots som kommer från djupt inuti manteln (möjligen härrörande från kärnan/mantelgränsen), vilket skapar stora vulkaniska provinser med linjära spår (Påskön, Island, Hawaii, Afar, Louisville, Reunion, Tristan bekräftat , Galapagos, Kerguelen och Marquersas troligen) och sekundära hotspots härledda från mantelplymer (Samoa, Tahiti, Cook, Pitcairn, Caroline, MacDonald bekräftade, upp till cirka 20 möjliga) vid den övre/nedre mantelgränsen som inte bildar stora vulkanprovinser men bildar ö-kedjor. Andra potentiella hotspots är resultatet av ytskiktet av grunt mantelmaterial i områden med litosfäriskt uppbrott orsakat av spänning (och är således en helt annan typ av vulkanism).

Uppskattningar för antalet hotspots som antas matas av mantelplymer har varierat från cirka 20 till flera tusen, med de flesta geologer som överväger att några tiotal finns. Hawaii , Réunion , Yellowstone , Galápagos och Island är några av de mest aktiva vulkaniska regionerna som hypotesen tillämpas på.

Sammansättning

De flesta hotspot-vulkaner är basaltiska (t.ex. Hawaii , Tahiti ). Som ett resultat är de mindre explosiva än vulkaner i subduktionszonen , där vatten är fångat under den överordnade plattan. Där hotspots uppstår i kontinentala regioner , stiger basaltisk magma genom den kontinentala skorpan, som smälter för att bilda rhyolites . Dessa ryoliter kan bilda våldsamma utbrott. Till exempel bildades Yellowstone-calderan av några av de mest kraftfulla vulkaniska explosionerna i geologisk historia. Men när ryoliten är helt utbruten kan den följas av utbrott av basaltisk magma som stiger genom samma litosfäriska sprickor (sprickor i litosfären). Ett exempel på denna aktivitet är Ilgachuz Range i British Columbia, som skapades av en tidig komplex serie av trakyt- och rhyolit -utbrott och sen extrudering av en sekvens av basaltiska lavaflöden.

Hotspot-hypotesen är nu nära kopplad till mantelplymhypotesen .

Kontrast med subduktionszonens öbågar

Hotspot-vulkaner anses ha ett fundamentalt annorlunda ursprung från öbågsvulkaner . De senare bildas över subduktionszoner , vid konvergerande plattgränser. När en oceanisk platta möter en annan, tvingas den tätare plattan nedåt i en djup havsgrav. Denna platta, när den subduceras, släpper ut vatten i basen av den överordnade plattan, och detta vatten blandas med berget och ändrar på så sätt dess sammansättning vilket får en del sten att smälta och stiga. Det är detta som driver en kedja av vulkaner, såsom Aleutian Islands , nära Alaska .

Hotspot vulkankedjor

Under miljontals år har Stillahavsplattan flyttat över Hawaii-hotspoten och skapat ett spår av undervattensberg som sträcker sig över Stilla havet

Kilauea är den mest aktiva sköldvulkanen i världen. Vulkanen fick ett utbrott från 1983 till 2018 och är en del av havsbergskedjan Hawaiian–Emperor .

Mauna Loa är en stor sköldvulkan. Dess senaste utbrott var 2022 och det är en del av Hawaiian–Emperor seamount kedjan .

Bowie Seamount är en vilande ubåtsvulkan och en del av Kodiak-Bowie Seamount-kedjan .

Axial Seamount är det yngsta havsfästet i Cobb–Eickelberg Seamount-kedjan . Dess senaste utbrott var 2015.

Mauna Kea är den högsta vulkanen i havsbergskedjan Hawaiian–Emperor . Många askekottar har placerats runt toppen.

Hualalai är en massiv sköldvulkan i havsbergskedjan Hawaiian–Emperor . Dess senaste utbrott var 1801.

Hypotesen för ledmantelplym /hotspot förutser att matarstrukturerna ska fixeras i förhållande till varandra, med kontinenterna och havsbotten drivande ovanför. Hypotesen förutspår alltså att tidsprogressiva kedjor av vulkaner utvecklas på ytan. Exempel är Yellowstone , som ligger i slutet av en kedja av utdöda calderor, som blir allt äldre västerut. Ett annat exempel är den hawaiianska skärgården, där öar blir allt äldre och djupare eroderade mot nordväst.

Geologer har försökt använda hotspot vulkankedjor för att spåra rörelsen av jordens tektoniska plattor. Denna ansträngning har irriterats av bristen på mycket långa kedjor, av det faktum att många inte är tidsprogressiva (t.ex. Galápagos ) och av det faktum att hotspots inte verkar vara fixerade i förhållande till varandra (t.ex. Hawaii och Island ) .

År 2020, Wei et al. använde seismisk tomografi för att upptäcka den oceaniska platån, som bildades för cirka 100 miljoner år sedan av den hypotesiska mantelplymen på Hawaii-kejsarens havsbergskedja, nu subducerad till ett djup av 800 km under östra Sibirien.