熱點
每天被充斥身邊的熱點新聞所包圍的我們,卻鮮有人知道,地球在漫長的演化歷史中,也存在著不少的Hotspot,中文直譯過來就是“熱點”。今天,我們一起來了解這些地球上的特殊“點”。
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(夏威夷-海皇島鏈)
儘管“熱點”的概念並不為大眾所熟知,但是由“熱點”所形成的一系列世界級的獨特風景,卻早已名揚四海。
比如,大名鼎鼎的美國黃石國家公園,是美國乃至世界上第一個國家公園,其中的老忠實噴泉、大稜鏡溫泉等廣為人知。相關研究表明,黃石國家公園種種令人歎為觀止的景觀,其原因就是其公園之下存在著一個“熱點”。
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(美國黃石國家公園-大稜鏡溫泉)
(1898年老忠實泉—第一次彩色照相)
當然還有最經典的“熱點”——夏威夷-海皇島鏈。這裡也是“熱點”研究的起點。
(夏威夷群島最高峰——冒納凱阿火山)
(冒納凱阿火山頂天文臺)
NEWS
“熱點”起源—約翰·圖佐·威爾遜的貢獻
威爾遜的名字,對板塊構造有所瞭解的人來說無不如雷貫耳,“威爾遜超大陸旋迴”被認為是地球板塊運動的基本模式之一。然而威爾遜先生的貢獻遠不止於此,在其提出“超大陸旋迴”之前,威爾遜在1963年時有了一種想法,認為像夏威夷群島這樣的火山鏈是板塊緩慢地移動時經過地表下一個“固定的”熱點而形成的,也正因如此,越靠近尾部的火山島和海山,年齡越老,所受的侵蝕也越多。
(夏威夷島鏈形成模式圖)
該假說的提出,也可以解釋其他假說難以解釋的一個現象,即在鏈中有一個拐點,這個拐點標誌著太平洋板塊的運動在大約4700萬年前曾經發生過改變,其方向從偏北轉為更接近西北。
(熱點運動模型)
儘管最近一段時間,學術界對於熱點的概念依舊存在一些爭議,如一些研究者認為熱點並不是位置完全固定的,熱點的演化模型可能比我們在模型中所展示的更加複雜。However,熱點模型的提出,依舊為我們理解地球的演化,提供了一個很好的切入點。
(約翰·圖佐·威爾遜)
為了紀念緬懷威爾遜先生,學術界將位於加拿大西部地區的一座海山命名為圖佐·威爾遜海山。這座海山同樣被認為是熱點成因。
(圖佐·威爾遜海山)
熱的概念與分佈
熱點在地質學上是指地球表面長期活躍的火山活動的地區。大部分學者認為熱點源於一股較熱的、狹窄的地幔物質,從地幔與地核之間的邊界開始向上進行對流而形成的,這稱為“地幔柱”(mantle plume)成因。
而另一種觀點,則把熱點的成因指向了海洋地殼,洋殼發生俯衝,最終隱沒至核幔邊界(Gutenberg discontinuity),海洋地殼因其密度較小而上升,且過程中減壓融熔。
(全球“熱點”分佈圖,圖片來源於Foulger (2010))
地質學家也確認出了全球40到50個熱點,最活躍的熱點包括夏威夷、留尼旺、黃石、加拉帕戈斯群島、冰島等地。
“熱點勝地”
1
世界上最活躍的火山——夏威夷基拉韋厄火山
基拉韋厄火山(英語:Kīlauea)是夏威夷島上的五個盾狀火山之一,是目前世界上觀光客流量最大的火山,也是最活躍的火山。據統計,在20世紀內該火山就噴發了52次。
(1983年爆發中的普奧奧火山口)
1983年1月3日,夏威夷大島東側山脊區的熱帶叢林裡裂開一個裂縫。岩漿噴射高度達到460米,經過三年共44週期的爆發,形成了高達255米的普奧奧火山口。
而最近的一次噴發,則是在2018年5月,在一場5.0級的地震後,該地區20天內相繼裂開22個裂縫。
(熔岩流逐漸流向大海)
隨後岩漿大量噴出,尤以8號裂縫為甚,熔岩將東側的卡波霍灣以及綠湖(夏威夷島面積最大的天然淡水湖)全部摧毀,導致近2000人撤離並造成1人重傷。噴發一直到2018年8月中旬才慢慢減弱。
2
新英格蘭熱點
新英格蘭海山鏈位於大西洋內,延綿超過1000公里,整個海山鏈包括逾20個已經熄滅的海山。
(新英格蘭海山鏈)
海山高度從海床開始計算,許多超過4000米。新英格蘭熱點是北大西洋中最長的海山鏈,由於北美板塊在熱點上方移動而形成新英格蘭海山鏈。
3
世界最美島嶼——加拉帕戈斯群島
這裡有獨特的生物體系,海鬣蜥、巨龜、加拉帕戈斯企鵝等。當年這裡給了達爾文很大的啟示,才有了後來著名的進化論的提出。
(海水中游弋的海鬣蜥)
(已知體型最大的龜)
(加拉帕戈斯群島海灘邊上的海獅)
除了物種獨特以外,加拉帕戈斯群島也是典型的熱點成因。加拉帕戈斯的火山活動已經至少持續了2000萬年。由於納斯卡板塊向東移動,經過下方的熱點,逐漸形成了加拉帕戈斯群島。
熱點概念的提出,距今已有50餘年,大量的熱點在全球範圍內被不斷髮現,不過“熱點”概念也面臨著巨大的爭論。隨著科研工作者不斷深入地研究,神秘又充滿魅力的“熱點”,會讓我們在認識地球演化的過程中,得到更多的驚喜嗎?我們拭目以待。
參考文獻:
(1)BSteinberger, C Gaina, Plate-tectonic reconstructions predict part of theHawaiian hotspot track to be preserved in the Bering Sea, Geology 35 (5),407–410
(2)MainakChoudhuri; Michal Nemčok (22 August 2016). MantlePlumes and Their Effects. Springer. pp. 18–.ISBN 978-3-319-44239-6
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(4)童航壽.地幔柱構造研究概述[J].鈾礦地質,2009,25(04):193-201.
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