火山:火山のホットスポットを養う岩の噴煙は驚くほど寒いです

地質学者は、アイスランドやハワイのような場所での火山活動の源についての新しい説明を考え出す必要があるかもしれません

地球


2022年1月6日

2018年に噴火するハワイのキラウエア火山

ゲッティイメージズによる米国地質調査所

地球の火山のホットスポットに供給されている岩石の噴煙は、以前考えられていたよりもはるかに涼しく、地質学者はアイスランドやハワイのような場所での火山活動の源について新しい説明を考え出す必要があることを示唆しています。

火山のホットスポットは、構造プレートの境界にある火山地域に接続されていません。 それらは、高温のために膨張して上昇した地球のマントルの深部からの熱い岩の噴煙によって供給されていると考えられています。

しかし、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のCarolina Lithgow-Bertelloniと彼女の同僚は、これらのホットスポットの多くが比較的冷たい物質によって供給されていることを発見しました。これは、他のダイナミクスが機能している可能性があることを示唆しています。

「これらがホットスポットではないと言っているのではありません。 はいと言っていますが、上昇を助けるさまざまなメカニズムがあります」とLithgow-Bertelloniは言います。 「まだ少し暖かい素材が出てくるかもしれませんが、すべてが深みから、すべて同じように出てくるわけではありません。 マントルの他のプロセスによって支援されています。」

火山のホットスポットの下の温度を計算することは困難です。 上部マントルの深さは250〜600キロメートルで、直接アクセスすることはできません。 Lithgow-Bertelloniと彼女のチームは、火山のホットスポットの下を伝わる地震波の速度と、岩石構造のモデルに基づいて推定された温度を測定しました。

次に、研究者たちは、これらの温度を、地殻変動の境界にある尾根の下の比較的冷たい火山地域と比較しました。 古典理論によれば、プルームは隆起よりも100°Cから300°C高くする必要があります。

しかし、研究者が研究したホットスポットの半分以上は、尾根よりも100°C未満高温でした。 ホットスポットのほぼ6分の1は本質的に寒かったため、尾根よりも36°C以上高くはありませんでした。

ケンブリッジ大学のオリバー・ショートルは、次のように述べています。

この研究では、ヘリウム同位体の比率がコールドホットスポットとホットホットスポットで異なることがわかりました。これは、ヘリウム同位体がマントルのさまざまな部分に由来する可能性があることを示唆しています。 異なる火山のホットスポットの違いとその下にあるものを理解することで、地球の構造プレートの歴史と発展を明らかにすることができます。

ジャーナルリファレンス: 化学、DOI:10.1126 / science.abj8944

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