夏威夷群岛在数百万年内不会被海水淹没。这是为什么


夏威夷群岛在数百万年内不会被海水淹没。这是为什么

就像青春痘一样,火山岛不会永远存在。有些是古老的,比如大西洋上有2000多万年历史的加那利群岛,而有些则已经被淹没了,比如太平洋上的加拉帕戈斯群岛。

为什么有些岛屿会获得长寿大奖?答案与两个因素有关:《科学进展》(Science Advances)杂志2020年1月1日在线发表的一项新研究显示,板块运动的速度和地幔柱的大小。

研究人员指出,这些因素对夏威夷来说是个好兆头,因为夏威夷人的寿命较长。


夏威夷群岛在数百万年内不会被海水淹没。这是为什么

相关图片:夏威夷大岛基拉韦厄火山喷出的炽热熔岩

火山岛的形成是由于炽热的岩柱从地球的地幔中升起,穿透了地壳。随着构造板块的移动,但羽状物留在原地,会形成更多的岛屿,形成群岛链。

然而,地球无情的力量,如海浪和风,不断地冲击岛屿,最终导致它们淹没在海里。到目前为止,还不清楚究竟是什么因素导致一些岛屿比其他岛屿寿命更长。

岛的时间

为了进行调查,麻省理工学院的研究人员观察了世界上14个主要的火山岛链。他们观察了这些岛屿的构造板块相对于地底热点移动的方向和速度。此外,研究小组还测量了每一次膨胀的长度,这种膨胀是由于地幔柱抬高了岛屿周围的海底,使其比周围的海底更浅而形成的。

然后,研究人员将膨胀的长度除以它们的板块速度。由此得出的数字显示了火山岛在羽流膨胀顶部的平均时间,这反过来又决定了火山岛在水面上停留的时间。

当研究小组将他们的计算结果与每个岛屿(包括淹没的岛屿)的实际年龄进行比较时,他们发现在浪头上停留的时间与在海平面上停留的时间之间存在很强的相关性。从本质上说,他们的研究结果表明,一个火山岛的寿命取决于它的构造板块的速度和烟羽的大小,或者它产生的膨胀。

研究人员说,换句话说,如果一个岛屿形成在一个快速移动的构造板块上,那么它的寿命可能很短。然而,如果有一个大的羽毛,如夏威夷群岛,然后寿命更长。

夏威夷在这方面很幸运;研究人员说,这些岛屿位于快速移动的太平洋板块上,但它们的烟柱非常巨大,是地球上最大的烟柱之一。由于烟柱如此之大,板块花了很长时间才从上面滑过,确保了岛屿的寿命。

科学家们说,加拉帕戈斯群岛也位于快速移动的构造板块上,但它们位于一个小得多的地幔柱之上。与此同时,加那利群岛,世界上已知的最古老的岛链之一,坐落在缓慢移动的大西洋板块上,在一个相对较大的烟柱之上。

一个岛屿的寿命对它的动植物如何进化起着重要作用。

该研究的负责人、前麻省理工学院地质学研究生金伯利•于佩尔在一份声明中说:“如果一个岛屿长时间处于海平面以上,那么它就会有很长时间形成物种。”(她现在是德国波茨坦GFZ德国地球科学研究中心的高级研究科学家。)“但如果你有一个岛链,那里的岛屿淹没速度更快,那么这将影响动物向邻近岛屿辐射的能力。”

从某种意义上说,构造速度和羽毛的大小可以帮助科学家更好地理解进化。

“加拉帕戈斯群岛是一个移动非常快的跑步机,岛屿移动非常快,没有很长时间可以被侵蚀,这就是导致人们发现进化的系统,”该研究的合作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学教授利·罗伊登(Leigh Royden)在声明中说。

然而,有些所谓的跑步机比其他的跑得快。

该研究的合作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系副主任泰勒·珀伦在一份声明中说:“金姆(Huppert)的研究表明,地球物理机制控制着跑步机移动的速度,以及岛屿链在结束前的长度。”

这项研究的部分资金由NASA提供。


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