Mantelplommor är hypotetiska kolumner av het sten som stiger upp från jordens mantel, som tros vara ansvarig för vulkaniska hotspots och stora stollande provinser. Medan deras existens fortfarande diskuteras, tyder flera bevislinjer för deras närvaro:
1. Hotspot vulkanism:
* rumslig distribution: Hotspots är belägna i områden långt från plattgränser, ofta i linjära kedjor med en åldersprogression, vilket indikerar rörelse av plattan över en stationär plommon. Detta ses i Hawaiian-Emperor-kedjan, Marquesas-kedjan och Galapagosöarna.
* kemisk sammansättning: Hotspot-lavas har ofta unika geokemiska signaturer, skiljer sig från de som finns vid mitten av havet eller subduktionszoner, vilket antyder en djup källa. Detta inkluderar höga koncentrationer av helium-3, en primordial isotop, vilket indikerar ett mantel ursprung.
* Volym av utbrott: Hotspots producerar ofta stora volymer vulkaniskt material och bildar massiva sköldvulkaner eller stora stollande provinser, vilket tyder på en kraftfull källa.
2. Seismisk tomografi:
* Låga seismiska hastigheter: Seismiska vågor reser långsammare genom varmare material. Tomografiska bilder visar zoner med låg hastighet under hotspots, tolkade som heta, stigande plommor.
* breda plommor: De tomografiska bilderna avslöjar breda zoner med låg hastighet som sträcker sig från den nedre manteln till ytan och stöder plommonhypotesen.
3. Geodynamisk modellering:
* Numeriska simuleringar: Matematiska modeller som innehåller mantelkonvektion och termiska avvikelser kan simulera bildningen och uppkomsten av plommor, matchande observerade funktioner i hotspots och stora stollande provinser.
* Förutsäga Plume Dynamics: Modeller kan förutsäga banan och utvecklingen av plommor, vilket hjälper till att förstå deras inflytande på ytfunktioner.
4. Geofysiska observationer:
* tyngdkraftsanomalier: Heta plommor är mindre täta än omgivande mantel, vilket orsakar en minskning av tyngdkraften över hotspots.
* geoidhöjd: Geoiden, ett mått på jordens form, visar subtila utbuktningar över hotspots, vilket potentiellt indikerar påverkan av stigande plommor.
Utmaningar och debatter:
Trots det väsentliga beviset diskuteras fortfarande mantelplommorna existensen och naturen. Vissa kritik inkluderar:
* Alternativa förklaringar: Vissa hävdar att hotspots kan förklaras av processer på grundare djup i manteln utan att kräva plommor.
* Begränsad upplösning: Seismisk tomografi ger begränsad upplösning, och vissa avvikelser tolkade som plommor kan representera andra mantelstrukturer.
* debatt om plommon Ursprung: Det pågår debatt om plumes härstammar från kärnmantelgränsen eller djupare inom manteln.
Framtida forskning:
Fortsatt forskning med fokus på att förbättra seismisk avbildning, utveckla mer sofistikerade geodynamiska modeller och analysera geokemiska signaturer av hotspots kommer att ge ytterligare insikt i naturen och utvecklingen av mantelplommor.
Sammanfattningsvis, medan bevisen för Mantle Plumes är övertygande, fortsätter debatten om deras existens och egenskaper. Ytterligare forskning behövs för att förfina vår förståelse för dessa gåtfulla drag och deras roll i att forma jordens yta.
