Maggio 19, 2022

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Gli scienziati trovano “punti caldi” sorprendentemente affascinanti sotto la crosta terrestre

Credito: Unsplash/CC0 dominio pubblico

Un nuovo studio rileva che i punti caldi che hanno creato isole vulcaniche come le Hawaii, l’Islanda e le isole Galapagos possono spesso essere sorprendentemente interessanti.


Questi risultati suggeriscono che tali hotspot potrebbero non sempre derivare da pennacchi giganti surriscaldati Pietra Gli scienziati hanno notato che scorre il più vicino possibile al centro della Terra come si pensava in precedenza.

I vulcani si trovano solitamente vicino ai confini delle placche tettoniche, nati dalle collisioni tra quelle gigantesche placche di roccia mentre si spostano sullo strato di mantello tra il nucleo terrestre e la crosta. Esempi classici di questi vulcani sono quelli che formano il cosiddetto Anello di Fuoco ai margini dell’Oceano Pacifico.

Tuttavia, i vulcani a volte eruttano nel mezzo delle placche tettoniche. Le fonti di questi hotspot potrebbero essere colonne del mantello, pennacchi di roccia calda a forma di fungo salgono dal profondo mantello, bruciando il materiale sopra di loro come una fiamma ossidrica. Mentre le placche tettoniche vagano su questi pennacchi, i geologi ritengono che potrebbero emergere catene di isole vulcaniche.

Ricerche precedenti hanno suggerito che i punti caldi vulcanici sono da 100 a 300 ° C (180-540 ° F) più caldi dei bordi oceanici, dove il magma sale mentre le placche tettoniche si diffondono sott’acqua. Ha sostenuto questa visione che i punti caldi sono stati riscaldati dalla materia vicino al nucleo caldo della Terra e alle dorsali oceaniche da rocce del mantello più fredde.

Gli scienziati hanno ora scoperto che molti degli hotspot sono significativamente più freddi di quanto si pensasse in precedenza, sollevando interrogativi sulle loro origini. “Una gran parte dei punti caldi non rientra nello stile classico colonna Vedran Lekic, un sismologo dell’Università del Maryland, College Park, che non è stato coinvolto in questo studio, ha affermato.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato la velocità delle onde sismiche che attraversano il mantello sotto i punti caldi e le creste oceaniche per stimare le temperature in quei luoghi. (Le onde sismiche viaggiano più velocemente attraverso la roccia fredda.)

Circa il 45% degli hotspot è più caldo delle dorsali oceaniche di oltre 155 °C (279 °F). Tuttavia, solo il 40% circa di 50-136 ° C (90-245 ° F) sono più caldi delle dorsali oceaniche e non sono particolarmente calde e quindi non galleggiano abbastanza per sostenere l’energico scisto di roccia dal mantello profondo . Inoltre, quasi il 15% degli hotspot è estremamente freddo e solo 36°C in più o in meno rispetto alla media.colline oceaniche.

Per far luce sulle origini di questi diversi tipi di punti caldi, gli scienziati hanno anche esaminato il rapporto tra l’elio-3 più raro e l’elio-4 più comune nelle loro rocce. (I nuclei atomici di elio-3 hanno ciascuno un solo neutrone, mentre i nuclei di elio-4 ne contengono due.)

L’elio nella crosta terrestre è costituito principalmente da elio-4 dal cracking dell’uranio e di altri isotopi radioattivi nel tempo, mentre l’elio nelle profondità della Terra è molto più ricco di elio-3, probabilmente proveniente da antichi giacimenti di materiale che mantengono il rapporto originale esistente tra questi isotopi. Durante i primi giorni del pianeta terra. I ricercatori hanno scoperto che i punti caldi hanno un rapporto molto più alto tra elio-3 ed elio-4 rispetto ai punti caldi freddi.

Sebbene il modello classico degli hotspot derivanti dai pennacchi che scorrono dal mantello profondo possa spiegare gli hotspot, compresi i più famosi, come quelli sottostanti Hawaii, Islanda, Galapagos, Samoa e Isola di Pasqua, “la verità potrebbe essere che solo lo studio co- L’autore, uno scienziato geodinamico dell’Università della California, Los Angeles, ha affermato che pochi punti caldi si comportano davvero come il nostro modello classico di pennacchi e punti caldi del mantello.

“Ciò rafforza ciò che alcuni ricercatori hanno sostenuto in precedenza, che il termine “punto caldo” è fuorviante e che i vulcani che non si adattano al modello tettonico a placche dovrebbero invece essere indicati come “aberrazioni da fusione”. in questa ricerca.

In alternativa, i punti caldi più freddi possono avere origine nel mantello superiore, da pennacchi profondi a movimento lento che hanno più tempo per raffreddarsi, o da pennacchi profondi che interagiscono e si raffreddano ruotando mantello Pietra. “Se questo è vero, sarà una sfida per i geodinamici spiegare una tale scoperta”, ha detto Bernhard Steinberger, uno scienziato geodinamico presso il Centro di ricerca tedesco per le geoscienze a Potsdam, che non ha preso parte a questo lavoro. “Questi risultati lanceranno senza dubbio nuove ricerche”.

Nel complesso, Lithgow-Bertelloni ha affermato: “La visione classica delle colonne non è tanto imperfetta da essere più complessa di quanto non fosse 30-50 anni fa”.

Invece, ha detto Steinberger, questo lavoro “indica una diversità molto maggiore tra le colonne”. “È un po’ come quando si ottiene una nuova vista ravvicinata di un pianeta o di una luna. Ha alcune caratteristiche totalmente inaspettate. Ma è ancora rotonda”.

In futuro, ha affermato Lithgow-Bertelloni, gli scienziati vorrebbero analizzare ogni punto caldo in modo più dettagliato per avere un’idea migliore delle loro temperature. Mira anche a eseguire più simulazioni al computer per testare molte cose interessanti Punto di accesso Scenari aggiunti.

I ricercatori hanno dettagliato i loro risultati nel numero del 7 gennaio della rivista Scienza.


Solo i pennacchi del mantello più caldi e galleggianti vengono estratti da un serbatoio primordiale nelle profondità della terra


maggiori informazioni:
Xiyuan Bao et al, Sulle temperature relative degli hotspot vulcanici sulla terraferma e sulle dorsali oceaniche, Scienza (2022). DOI: 10.1126 / science.abj8944

Questa storia è stata ripubblicata con il permesso di Inside Science. Leggi la storia originale qui. Usato con permesso. Inside Science è un servizio di notizie editorialmente indipendente dell’American Institute of Physics.

la citazione: Gli scienziati hanno trovato “punti caldi” sorprendentemente affascinanti sotto la crosta terrestre (2022, 7 gennaio) Estratto il 7 gennaio 2022 da https://phys.org/news/2022-01-scientists-surprisingly-cool-hotspots- earth. html

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