Loading...
 

Pióropusze płaszcza i plamy gorąca

Część wulkanów znajduje się poza strefami granicznymi płyt, występują w różnych obszarach, zarówno skorupy kontynentalnej, jak i skorupy oceanicznej (zob. Rozmieszczenie wulkanów ). Zasilane są one magmą z płaszcza Ziemi. Obszary te wykazują zwiększoną ciepłotę w stosunku do otoczenia (zob. Ciepło Ziemi ). Miejsca gdzie istnieje taka działalność nazywane są plamami gorąca [1], [2], [3].


Plamy gorąca wyznaczone są zarówno przez wulkany czynne obecnie, jak również czynne w niedalekiej przeszłości geologicznej, np. w neogenie. Takie plamy gorąca występują między innymi na lądzie w Yellowstone w Ameryce Północnej, Hoggar i Tibesti na Saharze w Afryce, Górach Eifel na pograniczu Niemiec i Belgii, Masywie Centralnym. W Polsce neogeński wulkanizm sudecki był również wynikiem działalności plamy gorąca. Osobne miejsce zajmuje Islandia, gdzie plama gorąca znajduje się na dużej wyspie, zbudowanej niemal w całości z wylewów law wulkanicznych, będąc jednocześnie blisko granicy płyt europejskiej i północnoamerykańskiej (zob. Architektura i procesy strefy rozrostu oceanicznego ).

Plama gorąca wiąże się ze strukturą we wnętrzu Ziemi zwaną pióropuszem płaszcza [4]. Mianem tym określa się pionowy strumień gorącej materii płaszcza zakończony elementem przypominającym pióropusz na hełmie rycerza czy też na głowie konia ciągnącego karawan. Początek tego pionowego strumienia znajduje się na granicy zewnętrznego jądra i płaszcza ( Rys. 1 ), na co wskazuje między innymi tomografia sejsmiczna [5], [6], [7].

Pióropusze płaszcza pod litosferą oceaniczną (np. Ocean Spokojny).
Rysunek 1: Pióropusze płaszcza pod litosferą oceaniczną (np. Ocean Spokojny).

Skorupa Ziemi ponad pióropuszem jest wybrzuszona wskutek termicznego podnoszenia. Na lądzie z plamami gorąca związane są masywy górskie osiągające wysokość kilku kilometrów nad poziom morza, jak wspomniane wyżej Hoggar i Tibesti na Saharze [8]. Pióropusze płaszcza mogą zapoczątkować powstanie ryftu i rozłam kontynentu. Przykładowo plama gorąca Afar przyczyniła się do powstania wielkiego ryftu afrykańskiego, Morza Czerwonego i Zatoki Adeńskiej (zob. Granice dywergentne ). W przeszłości plamy gorąca były związane z rozpadem Pangei (zob. Przesłanki i dowody historyczne teorii tektoniki płyt ) i powstaniem Atlantyku [9], [10].
Pióropusze płaszcza są nieruchome, skorupa ziemi przesuwa się ponad nimi. Na oceanie pióropusz tworzy łańcuch wysp wulkanicznych, znaczących ślad plamy gorąca.


Rys. 2 przedstawia przesuwanie się skorupy oceanicznej nad nieruchomym pióropuszem płaszcza. W wyniku tego utworzyły się wulkaniczne Wyspy Hawajskie, wyznaczające ślad plamy gorąca [11]. A: przesuwanie się płyty pacyficznej ponad plamą gorąca Hawajów, B: mapa Oceanu Spokojnego w rejonie Hawajów z wiekiem wulkanizmu na wyspach.
Rysunek 2: A: przesuwanie się płyty pacyficznej ponad plamą gorąca Hawajów, B: mapa Oceanu Spokojnego w rejonie Hawajów z wiekiem wulkanizmu na wyspach.

Ślad plamy gorąca Islandii można śledzić zarówno na lądzie, jak i na Oceanie Arktycznym ( Rys. 3 ). W permie, około 250 mln lat temu, ślad ten został zaznaczony przez ogromne wylewy wulkaniczne pokrywające znaczną część Syberii zwane trapami syberyjskimi. Później działalność pióropusza płaszcza Islandii zaznaczała się na wyspach na Oceanie Arktycznym i na jego obszarach podmorskich, na Morzu Baffina i na Grenlandii [9]. Ślad plamy gorąca Islandii od permu po dzień dzisiejszy.
Rysunek 3: Ślad plamy gorąca Islandii od permu po dzień dzisiejszy.

Bibliografia

1. J. Golonka, N. Y. Bocharova: Hot spots activity and the break-up of Pangea, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2000, Vol. 161, Iss. 1-2, pp. 49-69, dostęp:20.09.2021
2. V. Courtillot, A. Davaillie, J. Besse, J. Stock: Three distinct types of hotspots in the Earth's mantle, Earth and Planetary Science Letters 2003, Vol. 205, Iss. 3-4, pp. 295-308, dostęp:20.09.2021
3. Z. Mortimer: Zarys fizyki Ziemi, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2004.
4. W. J. Morgan: Convection Plumes in the Lower Mantle, Nature 1971, Vol. 230 (5288), pp. 42-43.
5. A. M. Dziewonski, D. L. Anderson: Seismic Tomography of the Earth's Interior: The first three-dimenstional models of the earth's structure promise to answer some basic questions of geodynamics and signify a revolution in earth science, American Scientist 1984, Vol. 72, iss. 5, pp. 483-494.
6. D. L. Anderson, A. M. Dziewonski: Seismic tomography, Scientific American 1984, Vol. 251, iss. 4, pp. 60-71.
7. S. P. Grand, R. D. Van der Hilst, S. Widiyantoro: Global Seismic Tomography: A Snapshot of Convection in the Earth, GSA Today 1997, Vol. 7, Iss. 4, pp. 1-7, dostęp:23.09.2021
8. J. Makowski: Geografia fizyczna świata, PWN, Warszawa 2018.
9. J. Golonka, N. Y. Bocharova: Hot spots activity and the break-up of Pangea, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2000, 161, pp. 49-69.
10. J. Golonka: Cambrian-Neogene Plate Tectonic Maps, Wydawnictwa Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 2000.
11. J. T. Wilson: A possible origin of the Hawaiian Islands, Canadian Journal of Physics 1963, Vol. 41, iss. 6, pp. 863-870.

Ostatnio zmieniona Wtorek 01 z Luty, 2022 09:23:18 UTC Autor: Jan Golonka
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.