Islandia pióropusz - Iceland plume
Islandia pióropusz jest postulowane upwelling z anormalnie gorącej skale ziemskiego płaszcza pod Islandii . Jego pochodzenie jest uważany leżą głęboko w płaszczu, prawdopodobnie na granicy pomiędzy rdzeniem i płaszczem około 2,880 km głębokości. Opinie różnią się co do tego, czy badania sejsmiczne zostały sfotografowane taką strukturę. W tym kontekście wulkanizm Islandii jest przypisana do tej smudze, według teorii W. Jason Morgan .
Zawartość
Historia geologiczna
Zgodnie z pióropuszem modelu, źródło wulkanizmu islandzkiego leży głęboko pod centrum wyspy. Najstarsze skały wulkaniczne przypisywane pióropusz znajdują się po obu stronach Atlantyku. Ich wiek ustalono leżeć między 58 a 64 milionów lat. Zbiega się to z otwarciem Północnoatlantyckiego w późnym paleocenu i wczesnego eocenu , co doprowadziło do sugestii, że pojawienie się smugi została związanych, i być może przyczyniła się do rozpadu kontynentu Północnoatlantyckiego. W ramach tej hipotezy pióropusza The wulkaniczna był spowodowany przez strumień gorącego materiału pióropusza początkowo pod grubym kontynentalnej litosfery, a następnie pod litosfery rosnącej zbiornika oceanu jako rifting wykonana. Dokładne położenie smugi w tym czasie jest kwestią sporu między naukowcami, jak to jest, czy pióropusz Uważa się, że wstąpił z głębokim płaszczem tylko w tym czasie, czy też jest dużo starszy, a także odpowiedzialny za starego wulkanizmu w północnej Grenlandia, na wyspie Ellesmere , a na Alpha Ridge w Arktyce.
Jak północna Atlantic otwarty na wschodzie Grenlandii w okresie eocenu, Ameryki Północnej i Eurazji rozeszły; Środkowoatlantycki kalenicy ukształtowany jako oceaniczną centrum rozpraszania i część podmorskiego wulkanicznego systemu połowy oceanicznych grzbietów . Początkowy głowy pióropusz może być kilka tysięcy kilometrów średnicy, i skały wulkaniczne wybuchł po obu stronach oceanu obecnego basenu do wytworzenia Północnoatlantyckiego magmowych województwo . Po dalszym otwarciem oceanu i płyty dryfu, smugi i Mid-Atlantic Ridge są Postuluje się, że zbliżył się nawzajem, i wreszcie spełnione. Nadmiar magmatyzm towarzyszący przejścia z wulkanicznej powodzią Grenlandii, Ireland i Norwegii Współczesne aktywność islandzkiego wynikiem wejście gorącego źródła płaszcza pod stopniowo przerzedzenie litosfery, zgodnie z modelem smugi lub postuluje się niezwykle wydajne część system grzbiet mid-ocean. Niektórzy geolodzy sugerują, że pióropusz Islandia mogłaby być odpowiedzialna za paleogenu podwyżki z Góry Skandynawskie przez produkcję zmian w gęstości litosfery i astenosfery podczas otwarcia na Północnym Atlantyku. Do południa wypiętrzenie paleogen z chalklands angielskich, które doprowadziły do powstania w Sub-paleogenu powierzchni została również nadana pióropuszem Islandii.
Wymarły grzbiet istnieje w zachodniej Islandii, co prowadzi do teorii, że pióropusz przesunął się na wschód wraz z upływem czasu. Najstarsza skorupy Islandii jest więcej niż 20 milionów lat, a powstała na starym oceaniczną rozproszenia środka w Westfjords (Vestfirðir) regionu. Zachodzie ruch płyt i grzbiet nad pióropuszem i silnej anomalii termicznej ostatniego spowodowane to stare centrum rozprzestrzeniania do zaprzestania 15 milionów lat temu i prowadzą do powstawania nowego w rejonie dzisiejszych półwyspów Skagi i Snaefellsnes ; w tym ostatnim jest jeszcze pewną aktywność w postaci Snæfellsjökull wulkanu. Rozprzestrzeniania centrum, a tym samym główną działalnością, zostały przesunięte na wschód znowu 7-9 milionów lat temu i utworzona aktualnych stref wulkanicznych w południowo-zachodniej ( Reykjanes , Hofsjökull ) i północnym ( Tjörnes ). Obecnie powolny spadek aktywności w północnym zachodzi, gdy strefa wulkaniczna w południowo-wschodniej ( Katla , Vatnajökull ), który został zainicjowany 3 miliony lat temu, rozwija się. Reorganizacji granic płyt w Islandii została również nadana tektoniki mikropłytek.
obserwacje geofizyczne i geochemiczne
Informacja o strukturze głębokiego wnętrza Ziemi można nabyć jedynie pośrednio za pomocą metod geofizycznych i geochemicznych. Do badania postulowanych pióropusze, grawimetrycznych , geoidy w szczególności sejsmologicznych metod wraz z analiz geochemicznych wybuchł lawy okazały się szczególnie przydatne. Numeryczne modele procesów geodynamiczne próbować połączyć te obserwacje do spójnego ogólnego obrazu.
Sejsmologia
Ważną metodą obrazowania struktur wielkoskalowych we wnętrzu Ziemi jest sejsmicznej tomografii , przez których obszar pod uwagę jest „oświetlony” ze wszystkich stron z fal sejsmicznych od trzęsienia ziemi z tak wielu różnych kierunkach, jak to możliwe; Te fale są rejestrowane z siecią sejsmometrów . Wielkość sieci ma zasadnicze znaczenie dla stopnia regionu, które można zobrazować w sposób wiarygodny. Dla dochodzenia w Islandii Plume, zarówno tomografia globalne i regionalne zostały wykorzystane; w pierwszym, cały płaszcz jest obrazowane przy stosunkowo niskiej rozdzielczości z wykorzystaniem danych ze stacji na całym świecie, przy czym w tym ostatnim, gęstszą sieć tylko na Islandii obrazów płaszcza aż do głębokości 400-450 km z wyższą rozdzielczością.
Studia regionalne z 1990 i 2000 roku pokazują, że istnieje niewielka fala sejsmiczna-speed-anomalia pod Islandii, ale opinia jest podzielona co do tego, czy w dalszym ciągu głębiej niż strefy przejściowej płaszcza w około 600 km głębokości. Prędkości fal sejsmicznych zmniejszone o 3% ( P fal ) i więcej niż 4% ( fale S ), odpowiednio. Wartości te są zgodne z małym procent częściowego stopu, o dużej zawartości magnezu płaszcza, albo w podwyższonej temperaturze. Nie można jednoznacznie oddzielić efekt, który powoduje, że obserwowane zmniejszenie prędkości.
geochemii
Liczne badania adresowane do geochemicznych podpis law obecnych na Islandii i na północy Atlantyku. Uzyskany obraz jest spójny w kilku ważnych aspektach. Na przykład, to nie ulega wątpliwości, że źródłem wulkanizmu w płaszczu jest chemicznie i petrologically niejednorodny: zawiera nie tylko normalne perydotyt , ale także eklogit - żyzna rockowy pochodzący z pogrążone płyt - z których oba przyczyniają się do stopów. Pochodzenie tego ostatniego zakłada się metamorfozie, bardzo stare skorupy oceanicznej, który zatonął w płaszczu kilkaset milionów lat temu podczas subdukcji oceanu, następnie upwelled z głębi płaszcza.
Badania z wykorzystaniem głównego i pierwiastków śladowych kompozycje volcanics islandzkich wykazały, że źródło dzisiejszego wulkanicznej wynosiła około 100 ° C wyższa niż w źródło średniej oceanu bazaltów kalenicy.
Wahania stężenia pierwiastków śladowych, takich jak hel , ołowiu , strontu , neodymu , a inne wykazują wyraźnie, że jest Islandii względem składu różni się od reszty PÓLNOCNOATLANTYCKIEJ. Na przykład, stosunek He-3 i He-4 ma wyraźne maksimum w Islandii, która dobrze koreluje z geofizycznych anomalii i spadek tego i innych geochemicznego podpisów wraz ze wzrostem odległości od Islandii wskazują, że zakres składu, biegu anomalii około 1500 km wzdłuż Reykjanes Ridge i co najmniej 300 km wzdłuż Kolbeinsey Ridge. W zależności, które elementy są uznawane i jak duży obszar pokryty jest, można określić maksymalnie sześciu różnych elementów okładzin, które nie są obecne w każdym jednym miejscu.
Ponadto, niektóre badania wykazały, że ilość wody, rozpuszcza się w płaszczu minerałów od dwóch do sześciu razy większa w obszarze Islandii niż w nienaruszonej części z połowy oceanicznych grzbietów, gdzie jest on uważany leżeć na około 150 części na milion. Obecność tak dużej ilości wody do źródła law ma tendencję do obniżenia jego temperatury topnienia i uczynić go bardziej wydajne dla danej temperatury.
Grawimetria / Geoida
PÓLNOCNOATLANTYCKIEJ charakteryzuje się silnym, anomalie dużą skalę grawitacji i geoidy . Geoidy wzrasta do 70 m nad geodezyjnym elipsoidy odniesienia w przybliżeniu kołowym obszarze o średnicy kilkuset kilometrach. W kontekście hipotezy smudze, zostało to wyjaśnione przez dynamiczny efekt smugi upwelling który wybrzusza się na powierzchni Ziemi. Ponadto pióro i zagęszczona skorupy powodują dodatni ciężkości anomalii 60 mgal (= 0,0006 m / s²) (o wolnym powietrzu).
geodynamika
Od połowy lat 1990-tych kilka próbowano wyjaśnić obserwacje z numerycznych modeli geodynamiczne płaszcza konwekcji . Celem tych obliczeń było, między innymi, aby rozwiązać ten paradoks, że szeroki pióropusz o stosunkowo niskiej temperaturze anomalia jest w lepszym porozumieniu z obserwowanym grubości skorupy, topografia i wagę niż cienkiej, gorącej pióropuszem, który został wywołany wyjaśnić sejsmologiczne i geochemicznych uwag. Ostatnich typach preferują pióro, który jest 180-200 ° C cieplejsze niż otaczający płaszcz i posiada trzon o promieniu około 100 km. Takie temperatury nie zostały jeszcze potwierdzone przez petrologii jednak.
Wyzwania dla modelu smugi
Słabi widoczność postulowanego pióropuszem w tomograficznych obrazów dolnego płaszcza i geochemicznych dowodów eklogit w źródle płaszcza doprowadziły do teorii, że Islandia nie jest underlain przez pióropuszem płaszcza w ogóle, ale że wulkanizmu nie wynika z procesów pokrewnych do tektonika płyt i jest ograniczona do górnego płaszcza.
Subdukcji płyta ocean
Według jednego z tych modeli, duży kawał subdukcji płyty dawnego oceanu przetrwała w najwyższej płaszcz na kilkaset milionów lat, a jego skorupa oceaniczna teraz powoduje nadmierne wytwarzanie stopu i obserwowaną wulkanizmu. Model ten jednak nie jest wspierany przez dynamicznych obliczeń, ani nie jest wyłącznie wymagane dane, a także pozostawia pytania bez odpowiedzi dotyczące dynamicznego i chemiczną stabilność takiego organu w ciągu tego długiego okresu lub efektu termicznego takiej masywnej topnienia.
Górny płaszcz konwekcyjny
Kolejny model proponuje upwelling w rejonie Islandii jest napędzany przez bocznych gradientów temperatury pomiędzy suboceanic płaszcza i sąsiedniej Grenlandii kratonu i dlatego też ograniczone do górnej 200-300 km płaszcza. Jednak ten mechanizm konwekcji prawdopodobnie nie jest wystarczająco silny, w warunkach panujących w północnym Atlantyku, w odniesieniu do szybkości rozprzestrzeniania się, a nie oferują proste wyjaśnienie obserwowanego geoidy anomalii.