Door analyse van vulkanische sporen, Geofysici van Rice University hebben geconcludeerd dat hotspots zoals die welke de Hawaiiaanse eilanden vormden, niet zo snel bewegen als onlangs werd gedacht.

Hotspots zijn gebieden waar magma vanuit de diepe aarde omhoog duwt om vulkanen te vormen. Nieuwe resultaten van geofysicus Richard Gordon en zijn team bevestigen dat groepen hotspots over de hele wereld kunnen worden gebruikt om te bepalen hoe snel tektonische platen bewegen.

Gordon, hoofdauteur Chengzu Wang en co-auteur Tuo Zhang ontwikkelden een methode om de relatieve beweging van 56 hotspots gegroepeerd op tektonische platen te analyseren. Ze concludeerden dat de hotspotgroepen langzaam genoeg bewegen om te worden gebruikt als een globaal referentiekader voor hoe platen bewegen ten opzichte van de diepe mantel. Dit bevestigde dat de methode nuttig is om niet alleen de huidige plaatbeweging te bekijken, maar ook de plaatbeweging in het geologische verleden.

De studie verschijnt in Geofysische onderzoeksbrieven .

Hotspots bieden een venster naar de diepten van de aarde, terwijl ze de toppen van mantelpluimen markeren die hete dragen, opdrijvend gesteente van diep in de aarde tot nabij het oppervlak en vulkanen produceren. Van deze mantelpluimen werd ooit gedacht dat ze recht en stationair waren, maar recente resultaten suggereerden dat ze in de geologische tijd ook zijdelings kunnen verschuiven in de convectieve mantel.

Het primaire bewijs van plaatbeweging ten opzichte van de diepe mantel komt van vulkanische activiteit die bergen op het land vormt, eilanden in de oceaan of onderzeese bergen, bergachtige kenmerken op de oceaanbodem. Een vulkaan vormt zich op een tektonische plaat boven een mantelpluim. Terwijl de plaat beweegt, de pluim geeft geboorte aan een reeks vulkanen. Een van die series is de Hawaiiaanse eilanden en de Emperor Seamount Chain; de jongste vulkanen worden eilanden terwijl de oudere onder water komen te staan. De reeks strekt zich uit over duizenden kilometers en werd gevormd toen de Pacifische plaat 80 miljoen jaar lang over een mantelpluim bewoog.

De Rice-onderzoekers vergeleken de waargenomen hotspot-tracks met hun berekende wereldwijde hotspot-trends en bepaalden de bewegingen van hotspots die de verschillen zouden verklaren die ze zagen. Hun methode toonde aan dat de meeste hotspot-groepen vast lijken te staan ​​en dat de rest langzamer lijkt te bewegen dan verwacht.

"Door de bewegingen van hotspotgroepen voor individuele platen te middelen, worden misfits in gegevens als gevolg van ruis voorkomen, Gordon zei. "De resultaten lieten ons toe om te zeggen dat deze hotspots, ten opzichte van andere hotspotgroepen, bewegen met ongeveer 4 millimeter of minder per jaar.

"We hebben een analysemethode gebruikt die nieuw is voor hotspottracks, "zei hij. "Gelukkig, we hebben nu een dataset van hotspot-tracks die groot genoeg is om deze toe te passen."

Voor zeven van de 10 platen die ze met de nieuwe methode analyseerden, de gemiddelde gemeten hotspotbeweging was in wezen nul, wat in tegenspraak was met bevindingen uit andere onderzoeken dat vlekken maar liefst 33 millimeter per jaar bewegen. Topsnelheid voor de resterende hotspotgroepen - die onder de Eurazië, Nubische en Noord-Amerikaanse platen waren tussen de 4 en 6 millimeter per jaar, maar konden zo klein zijn als 1 millimeter per jaar. Dat is veel langzamer dan de meeste platen bewegen ten opzichte van de hotspots. Bijvoorbeeld, de Pacifische plaat beweegt met ongeveer 100 millimeter per jaar ten opzichte van de hotspots.

Gordon zei dat degenen die geïnteresseerd zijn in paleogeografie het model zouden moeten kunnen gebruiken. "Als hotspots niet veel bewegen, ze kunnen ze gebruiken om prehistorische geografie te bestuderen. Mensen die geïnteresseerd zijn in tektoniek rond de Stille Oceaan, zoals hoe het westen van Noord-Amerika werd geassembleerd, moet die geschiedenis van plaatbeweging kennen.

"Anderen die geïnteresseerd zullen zijn, zijn geodynamica, " zei hij. "De bewegingen van hete plekken weerspiegelen het gedrag van mantel. Als de hotspots langzaam bewegen, het kan erop wijzen dat de viscositeit van mantel hoger is dan modellen die snelle beweging voorspellen."

"Modelaars, vooral degenen die mantelconvectie bestuderen, iets op het aardoppervlak nodig hebben om hun modellen te beperken, of om te controleren of hun modellen correct zijn, Wang zei. "Dan kunnen ze hun modellen gebruiken om iets te voorspellen. Hot-spot motion is een van de dingen die kunnen worden gebruikt om hun modellen te testen."