地函熱柱 | plume hypothesis中文
地函熱柱(英語:Mantleplume)或熱柱或地函柱是地球等行星地函熱對流的一種方式。較熱的岩石由地函底部一路上升至地函頂部,此時岩石頂部會部分熔融,岩漿進而噴出地表,而這可能是熱點或洪流玄武岩的產生機制。與板塊構造學說一樣,都涉及地函中的熱對流,但不同的是,板塊構造學說討論地函最外層——軟流圈的對流與板塊移動的關係;而熱柱則牽涉到整層2900公里深的地函的熱對流。因此有些科學家認為板塊構造釋放地函的熱,地函熱柱則釋放地核的熱。夏威夷-帝王島鏈的火山活動被認為是地函熱柱存在的重要證據。[1]1971年威廉·傑森·摩...
地函熱柱(英語:Mantle plume)或熱柱或地函柱是地球等行星地函熱對流的一種方式。較熱的岩石由地函底部一路上升至地函頂部,此時岩石頂部會部分熔融,岩漿進而噴出地表,而這可能是熱點或洪流玄武岩的產生機制。
與板塊構造學說一樣,都涉及地函中的熱對流,但不同的是,板塊構造學說討論地函最外層——軟流圈的對流與板塊移動的關係;而熱柱則牽涉到整層2900公里深的地函的熱對流。因此有些科學家認為板塊構造釋放地函的熱,地函熱柱則釋放地核的熱。
夏威夷-帝王島鏈的火山活動被認為是地函熱柱存在的重要證據。[1]
1971年威廉·傑森·摩根發表了地函熱柱理論。理論中,地函中的對流緩慢地將熱從地核攜帶至地表。現在我們知道,有兩種對流過程負責地球內部的熱交換:板塊構造與地函熱柱。前者由冷卻的岩石圈地殼沉入軟流圈來驅動,當海洋地殼隱沒,軟流圈會被動地於中洋脊湧升而達平衡。後者由地核、地函熱交換來驅動,熱物質沿細柱上升,並將熱帶離地核。地函熱柱通常獨立於板塊運動。
1970年代早期模擬地函熱柱的流體力學模型顯示[2],熱柱由兩個部分組成:呈長細柱狀,底端連至地函底部,頂端則膨大成球狀並隨上升而膨脹,整體就像有著細長柄的蘑菇。頂端呈蕈狀是因為細柱的熱物質上升速度較熱柱本體快,使物質累積於頂端所致。1980年代晚期至1990年代早期的模型顯示,球狀頂上升膨脹時可能會挾帶入周圍的軟流圈物質。
當熱柱頂抵達岩石圈底,會開始攤平並因減壓而大規模熔融形成玄武岩岩漿。這些岩漿可能會於短時間內大量噴發至地表(短於一百萬年),於大陸地殼形成洪流玄武岩,於海洋地殼則形成海底高原。洪流玄武岩的例子如印度的德干玄武岩與拉治馬哈玄武岩,亞洲的西伯利亞玄武岩、峨嵋山玄武岩,加拿大卑詩省的卡爾馬森層,南非的卡露玄武岩(Karoo basalts),南極洲的費勒粗玄岩(Ferrar dolerite)(原與卡露連接),南美洲的巴拉那玄武岩(Parana basalts)與非洲的艾坦德卡玄武岩(Etendeka basalts)(此兩者在南大西洋形成前為一個玄武岩區),北美洲的哥倫比亞河玄武岩。和熱柱有關聯的海底高原包括西南太平洋的昂東爪哇高原,印度洋的曼尼海根高原(Maniheken plateau)。
熱柱尾端的細...