İzlanda etkin noktası - Iceland hotspot

De sürmesi Krafla , 1984
İzlanda'daki aktif volkanik alanlar ve sistemler
İzlanda Orta Atlantik Sırtı map.svg

İzlanda erişim noktası a, sıcak nokta kurdu yüksek volkanik aktivitesi için kısmen sorumludur İzlanda Plateau ve ada İzlanda .

İzlanda, ortalama olarak her üç yılda bir meydana gelen patlamalarla dünyanın en aktif volkanik bölgelerinden biridir (20. yüzyılda İzlanda ve çevresinde 39 volkanik patlama meydana geldi). Kayıtlı tarihte patlayan bazaltik lavların yaklaşık üçte biri İzlanda patlamaları tarafından üretildi. Önemli patlamalar dahil ettik Bunun Eldgjá ait bir çatlağa Katla , 934 (dünyanın en büyük bazalt patlama şimdiye kadar tanık), içinde Laki 1783 yılında (dünya ikinci büyük var) ve altında birden patlamalar buz kapaklar yıkıcı oluşturulan gelmiş, buzul patlamaları , en yakın zamanda 2010 yılında Eyjafjallajökull'un patlamasından sonra .

İzlanda'nın , Avrasya ve Kuzey Amerika Levhalarının birbirinden ayrıldığı Orta Atlantik Sırtı üzerindeki konumu , bu yoğun volkanik aktiviteden kısmen sorumludur, ancak sırtın geri kalanı çoğunlukla neden İzlanda'nın önemli bir ada olduğunu açıklamak için ek bir neden gereklidir. zirveleri deniz seviyesinin altında olan deniz dağlarından oluşur .

Çevredeki mantodan daha yüksek sıcaklığa sahip bir bölge olmasının yanı sıra, daha yüksek bir su konsantrasyonuna sahip olduğuna inanılmaktadır . Magmada suyun varlığı, İzlanda volkanizmasını güçlendirmede de rol oynayabilecek erime sıcaklığını düşürür.

nedensellik teorileri

Sıcak noktanın derin bir manto tüyünden mi kaynaklandığı veya çok daha sığ bir derinlikten mi kaynaklandığı konusunda devam eden bir tartışma var . Son zamanlarda, sismik tomografi çalışmaları, İzlanda'nın altında, alt mantoya uzanan 100 km çapında bir sıcak kanalla tutarlı sismik dalga hızı anomalileri buldu.

Bazı jeologlar , İzlanda sıcak noktasının Hawaii sıcak noktası gibi diğer sıcak noktalarla aynı kökene sahip olup olmadığını sorguladı . Hawaii ada zinciri ve İmparator Deniz Dağları , Pasifik Plakasının Hawaii sıcak noktası üzerindeki hareketinin neden olduğu, zamanla ilerleyen açık bir volkanik iz gösterirken , İzlanda'da böyle bir iz görülemez.

Hat önerilmektedir Grímsvötn için volkan Surtsey hareketini gösterir Avrasya plakasına , ve Grímsvötn volkan hattı Reykjanes volkanik bant gösterir Kuzey Amerika Plate hareketi.

Manto tüyü teorisi

İzlanda tüy isimli durum varsayılan yüzeye çıkışı Dünya'nın anormal derecede sıcak kaya manto altına İzlanda . Kökeninin mantonun derinliklerinde, belki de yaklaşık 2.880 km derinlikte çekirdek ile manto arasındaki sınırda olduğu düşünülmektedir . Sismik çalışmaların böyle bir yapıyı görüntüleyip görüntülemediği konusunda görüşler farklıdır. Bu çerçevede, W. Jason Morgan'ın teorisine göre İzlanda'nın volkanizması bu tüye atfedilir .

Sıcak noktanın yüzey ifadesi olduğu düşünülen İzlanda'nın altında bir manto tüyünün bulunduğuna ve tüyün mevcudiyetinin zaten levha ayrılmasının neden olduğu volkanizmayı geliştirdiğine inanılmaktadır . Buna ek olarak, taşkın bazalt kıta kenarları arasında Grönland ve Norveç , eğik yönlendirme Reykjanes Ridge , yayılma yönüne segmentler ve geliştirilmiş volkanik kabuk kalınlığı güney boyunca bulunan Aegir ve Kolbeinsey Sırtlar tüy arasındaki etkileşimin sonucu olabilir Orta Atlantik Sırtı . Tüy sapının oldukça dar olduğuna, belki 100 km çapında olduğuna ve Dünya yüzeyinin en az 400-650 km altına ve muhtemelen çekirdek-manto sınırına kadar uzandığına inanılırken , tüy başının çapı > 1.000 km olabilir. .

Zamanla ilerleyen bir deniz dağları izinin olmamasının, bulutun kıtasal parçalanmadan sonra ~ 15 Myr için kalın Grönland kratonunun altındaki konumundan ve daha sonra bulut malzemesinin kuzey Orta Atlantik Sırtı'na yerleşmesinden kaynaklandığı ileri sürülmektedir. oluşumunu takip ediyor.

jeolojik tarih

Tüy modeline göre , İzlanda volkanizmasının kaynağı adanın merkezinin derinliklerinde yatmaktadır. Tüye atfedilen en eski volkanik kayaçlar Atlantik'in her iki tarafında bulunur. Yaşlarının 58 ile 64 milyon yıl arasında olduğu belirlendi. Bu, kuzey Atlantik'in geç Paleosen ve erken Eosen'de açılmasıyla aynı zamana denk geliyor; bu , bulutun gelişinin Kuzey Atlantik kıtasının parçalanmasıyla bağlantılı olduğu ve belki de buna katkıda bulunduğu yönünde önerilere yol açtı. Tüy hipotezi çerçevesinde, volkanizma, riftleşme ilerledikçe önce kalın kıtasal litosferin altında ve daha sonra büyüyen okyanus havzasının litosferinin altında sıcak tüy malzemesinin akışından kaynaklanmıştır. Tüyün o zamandaki tam konumu, bilim adamları arasında bir anlaşmazlık meselesidir, tüyün derin mantodan sadece o zaman yükseldiği düşünülür mü, yoksa çok daha yaşlı ve kuzeydeki eski volkanizmanın sorumlusu mu? Grönland, Ellesmere Adası'nda ve Kuzey Kutbu'ndaki Alpha Ridge'de .

Kuzey Atlantik, Eosen sırasında Grönland'ın doğusuna açılırken, Kuzey Amerika ve Avrasya birbirinden ayrıldı; Orta Atlantik Ridge bir okyanus yayma merkezi ve denizaltı volkanik sisteminin bir parçası olarak oluşturulmuş okyanus ortası sırtlara . İlk tüy başının çapı birkaç bin kilometre olabilir ve mevcut okyanus havzasının her iki tarafında volkanik kayaları püskürterek Kuzey Atlantik Igneous Eyaletini oluşturdu . Okyanusun daha fazla açılması ve levha kayması üzerine, tüy ve orta Atlantik Sırtı'nın birbirine yaklaştığı ve sonunda birleştiği varsayılır. Grönland, İrlanda ve Norveç'teki taşkın volkanizmasından günümüz İzlanda aktivitesine geçişe eşlik eden aşırı magmatizma, tüy modeline göre giderek incelen litosferin altındaki sıcak manto kaynağının yükselmesinin veya olağandışı üretken bir bölümün varsayılmasının sonucuydu. okyanus ortası sırt sistemi. Bazı jeologlar, İzlanda tüyünün Kuzey Atlantik'in açılması sırasında litosfer ve astenosfer yoğunluğunda değişiklikler üreterek İskandinav Dağları'nın Paleojen yükselmesinden sorumlu olabileceğini öne sürdüler . Güneyde, Alt-Paleojen yüzeyinin oluşumuyla sonuçlanan İngiliz tebeşir alanlarının Paleojen yükselmesi de İzlanda tüyüne atfedilmiştir.

Batı İzlanda'da soyu tükenmiş bir sırt var, bu da tüyün zamanla doğuya kaydığı teorisine yol açıyor. İzlanda'nın en eski kabuğu 20 milyon yıldan daha eskidir ve Westfjords (Vestfirðir) bölgesindeki eski bir okyanus yayılma merkezinde oluşmuştur . Plakaların batıya doğru hareketi ve tüyün üzerindeki sırtın güçlü termal anomalisi, bu eski yayılma merkezinin 15 milyon yıl önce durmasına ve bugünün yarımadaları Skagi ve Snæfellsnes bölgesinde yenisinin oluşmasına yol açtı ; ikincisinde hala Snæfellsjökull yanardağı şeklinde bir miktar aktivite var . Yayılma merkezi ve dolayısıyla ana faaliyet, yine 7-9000000 yıl önce doğuya kaymıştır ve güneybatı (güncel volkanik bölgeleri oluşturdular Reykjanes , Hofsjökull ) ve kuzeydoğu ( Tjörnes ). Şu anda kuzeydoğuda aktivitede yavaş bir azalma olurken, güneydoğuda 3 milyon yıl önce başlayan volkanik bölge ( Katla , Vatnajökull ) gelişiyor. İzlanda'daki levha sınırlarının yeniden düzenlenmesi de mikroplaka tektoniğine atfedilmiştir.

İzlanda çevresindeki kuzey Atlantik'in topografyası / batimetrisi

Tüy modelinin zorlukları

Alt mantonun tomografik görüntülerinde varsayılan tüyün zayıf görünürlüğü ve manto kaynağındaki eklojit için jeokimyasal kanıtlar, İzlanda'nın hiçbir şekilde bir manto tüyü tarafından kaplanmadığı, ancak oradaki volkanizmanın ilgili süreçlerden kaynaklandığı teorisine yol açmıştır. için tektoniğini plaka ve sınırlandırılmıştır üst manto .

Batık okyanus levhası

Bu modellerden birine göre, eski bir okyanusun batık levhasının büyük bir kısmı en üst mantoda birkaç yüz milyon yıl boyunca hayatta kaldı ve okyanus kabuğu şimdi aşırı eriyik oluşumuna ve gözlenen volkanizmaya neden oluyor. Bununla birlikte, bu model dinamik hesaplamalarla desteklenmez ve yalnızca veriler tarafından gerekli değildir ve ayrıca böyle bir cismin bu uzun süre boyunca dinamik ve kimyasal kararlılığı veya bu tür büyük erimenin termal etkisi hakkında cevapsız sorular bırakır.

Üst manto konveksiyonu

Başka bir model İzlanda bölgesinde, yukarı doğru akım suboceanic manto ve komşu Grönland arasındaki yanal ısı gradyanları tarafından tahrik edilmektedir önermektedir Kratonunun ve bu nedenle de mantonun üst 200-300 km için yazılmıştır. Ancak, bu konveksiyon mekanizması, yayılma hızı açısından Kuzey Atlantik'te hüküm süren koşullar altında muhtemelen yeterince güçlü değildir ve gözlenen jeoid anomalisi için basit bir açıklama sunmamaktadır.

Jeofizik ve jeokimyasal gözlemler

Yerkürenin derin iç yapısı hakkında bilgi ancak dolaylı olarak jeofizik ve jeokimyasal yöntemlerle elde edilebilir. Öngörülen tüylerin araştırılması için gravimetrik , jeoid ve özellikle sismolojik yöntemlerin yanı sıra püsküren lavların jeokimyasal analizlerinin özellikle yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Jeodinamik süreçlerin sayısal modelleri, bu gözlemleri tutarlı bir genel resimde birleştirmeye çalışır.

sismoloji

Dünya'nın iç kısmındaki büyük ölçekli yapıların görüntülenmesi için önemli bir yöntem , söz konusu alanın mümkün olduğu kadar çok farklı yönden gelen depremlerden gelen sismik dalgalarla her yönden "aydınlatıldığı" sismik tomografidir ; bu dalgalar bir sismometre ağı ile kaydedilir . Ağın boyutu, güvenilir bir şekilde görüntülenebilen bölgenin kapsamı için çok önemlidir. İzlanda Tüyünün araştırılması için hem küresel hem de bölgesel tomografi kullanılmıştır; İlkinde, tüm manto, dünyanın her yerindeki istasyonlardan gelen veriler kullanılarak nispeten düşük çözünürlükte görüntülenirken, ikincisinde, yalnızca İzlanda'daki daha yoğun bir ağ, mantoyu daha yüksek çözünürlükle 400-450 km derinliğe kadar görüntüler.

1990'larda ve 2000'lerde yapılan bölgesel araştırmalar, İzlanda'nın altında düşük bir sismik dalga hızı anomalisi olduğunu gösteriyor, ancak bunun kabaca 600 km derinlikte manto geçiş bölgesinden daha derinde devam edip etmediği konusunda görüş ayrılıyor. Sismik dalgaların hızları sırasıyla %3'e kadar ( P dalgaları ) ve %4'ten fazla ( S dalgaları ) azalır . Bu değerler, küçük bir kısmi eriyik yüzdesi, mantodaki yüksek magnezyum içeriği veya yüksek sıcaklık ile tutarlıdır. Gözlenen hız azalmasına hangi etkinin neden olduğunu kesin olarak ayırmak mümkün değildir.

Jeokimya

İzlanda ve kuzey Atlantik'te bulunan lavların jeokimyasal imzasını çok sayıda çalışma ele almıştır. Ortaya çıkan resim birkaç önemli açıdan tutarlıdır. Örneğin, manto volkanizmanın kaynağı kimyasal ve olduğu itirazın söz konusu petrole- heterojen: bu sadece içeriyor peridotit , asıl manto kaya tipi, aynı zamanda Eklojit , bir kaya tipi ki bazalt menşeili dalan levha ve peridotitten daha kolay eriyebilir. İkincisinin kökeninin, birkaç yüz milyonlarca yıl önce bir okyanusun batması sırasında mantoya batan, daha sonra mantonun derinliklerinden yükselen başkalaşıma uğramış, çok eski okyanus kabuğu olduğu varsayılmaktadır.

İzlanda volkanitlerinin ana ve iz element bileşimlerini kullanan çalışmalar, günümüz volkanizma kaynağının, okyanus ortası sırt bazaltlarının kaynağından yaklaşık 100 °C daha büyük olduğunu göstermiştir.

Helyum , kurşun , stronsiyum , neodimyum ve diğerleri gibi eser elementlerin konsantrasyonlarındaki farklılıklar , İzlanda'nın bileşimsel olarak kuzey Atlantik'in geri kalanından farklı olduğunu açıkça göstermektedir. Örneğin, İzlanda'da He-3 ve He-4 oranının belirgin bir maksimumu vardır, bu jeofizik anomalilerle iyi ilişkilidir ve İzlanda'dan uzaklaştıkça bu ve diğer jeokimyasal imzaların azalması, bileşim anomalisinin kapsamının ulaştığını gösterir. Reykjanes Sırtı boyunca yaklaşık 1.500 km ve Kolbeinsey Sırtı boyunca en az 300 km . Hangi unsurların dikkate alındığına ve kapsanan alanın ne kadar büyük olduğuna bağlı olarak, hepsi tek bir yerde bulunmayan altı farklı manto bileşeni tanımlanabilir.

Ayrıca, bazı araştırmalar, manto minerallerinde çözünen su miktarının, İzlanda bölgesinde, milyonda yaklaşık 150 kısım olduğu kabul edilen okyanus ortası sırtların bozulmamış kısımlarına göre iki ila altı kat daha fazla olduğunu göstermektedir. Lavların kaynağında bu kadar büyük miktarda suyun bulunması, erime noktasını düşürme eğiliminde olacak ve belirli bir sıcaklık için onu daha üretken hale getirecektir.

Gravimetri/Geoid

Kuzey Atlantik, yerçekimi alanı ve jeoidin güçlü, büyük ölçekli anomalileri ile karakterizedir . Jeoid, birkaç yüz kilometre çapında yaklaşık dairesel bir alanda jeodezik referans elipsoidin 70 m yukarısına kadar yükselir. Tüy hipotezi bağlamında, bu, Dünya'nın yüzeyini kabartan yükselen tüyün dinamik etkisi ile açıklanmıştır. Ayrıca, tüy ve kalınlaşmış kabuk, yaklaşık 60 mGal (=0.0006 m/s²) (serbest hava) değerinde bir pozitif yerçekimi anomalisine neden olur .

İzlanda çevresindeki kuzey Atlantik'te serbest hava yerçekimi anomalileri. Daha iyi temsil için renk skalası +80 mGal'e (+0.8 mm/s²) kadar olan anormalliklerle sınırlandırılmıştır.

jeodinamik

1990'ların ortalarından beri, gözlemleri manto taşınımının sayısal jeodinamik modelleri ile açıklamak için çeşitli girişimlerde bulunulmuştur . Bu hesaplamaların amacı, diğer şeylerin yanı sıra, nispeten düşük sıcaklık anomalisine sahip geniş bir tüyün, gözlenen kabuk kalınlığı, topografya ve yerçekimi ile çağrılmış olan ince, sıcak bir tüyden daha iyi uyum içinde olduğu paradoksunu çözmekti. Sismolojik ve jeokimyasal gözlemleri açıklamak. En yeni modeller, çevresindeki mantodan 180-200 °C daha sıcak olan ve yaklaşık yarıçapı olan bir sapa sahip olan bir tüy tercih etmektedir. 100 km. Ancak bu sıcaklıklar henüz petroloji tarafından doğrulanmadı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar

bibliyografya

Dış bağlantılar

Koordinatlar : 64.4000°K 17.3000°W 64°24'00″K 17°18′00″G /  / 64.4000; -17.3000