Genom analys av vulkaniska spår, Rice University geofysiker har kommit fram till att hotspots som de som bildade Hawaiiöarna inte går så snabbt som nyligen trodde.

Hot spots är områden där magma skjuter upp från djupa jorden för att bilda vulkaner. Nya resultat från geofysikern Richard Gordon och hans team bekräftar att grupper av hot spots runt om i världen kan användas för att avgöra hur snabbt tektoniska plattor rör sig.

Gordon, huvudförfattaren Chengzu Wang och medförfattaren Tuo Zhang utvecklade en metod för att analysera den relativa rörelsen för 56 hotspots grupperade efter tektoniska plattor. De drog slutsatsen att hot-spot-grupperna rör sig tillräckligt långsamt för att användas som en global referensram för hur plattor rör sig i förhållande till den djupa manteln. Detta bekräftade att metoden är användbar för att inte bara se den aktuella plattrörelsen utan även plattrörelsen i det geologiska förflutna.

Studien visas i Geofysiska forskningsbrev .

Hot spots erbjuder ett fönster in i jordens djup, när de markerar topparna på mantelflygor som bär heta, flytande sten från djup jord till nära ytan och producerar vulkaner. Dessa mantelflygor ansågs en gång vara raka och stationära, men de senaste resultaten tyder på att de också kan skifta i sidled i den konvektiva manteln över geologisk tid.

Det främsta beviset på plattrörelse i förhållande till den djupa manteln kommer från vulkanisk aktivitet som bildar berg på land, öar i havet eller sjöbergen, bergliknande funktioner på havsbotten. En vulkan bildas på en tektonisk platta ovanför en mantelflyg. När tallriken rör sig, plymen föder en serie vulkaner. En sådan serie är Hawaiian Islands och Emperor Seamount Chain; de yngsta vulkanerna blir öar medan de äldre sänker sig. Serien sträcker sig över tusentals miles och bildades när Pacific Plate rörde sig över en mantelflyg i 80 miljoner år.

Risforskarna jämförde de observerade hot-spot-spåren med sina beräknade globala hot-spot-trender och bestämde rörelserna för hotspots som skulle redogöra för skillnaderna de såg. Deras metod visade att de flesta hot-spot-grupper verkar fixa och att resten verkar röra sig långsammare än förväntat.

"Medelvärdet av rörelserna för hot-spot-grupper för enskilda plattor undviker felaktiga uppgifter på grund av buller, "Sa Gordon." Resultaten gjorde att vi kunde säga att dessa hot-spot-grupper, i förhållande till andra hot-spot-grupper, rör sig cirka 4 millimeter eller mindre om året.

"Vi använde en analysmetod som är ny för hot-spot-spår, "sa han." Lyckligtvis vi har nu en datauppsättning med hot-spot-spår som är tillräckligt stor för att vi ska kunna använda den. "

För sju av de tio plattorna analyserade de med den nya metoden, genomsnittlig hot-spot-rörelse uppmätt var i princip noll, som motverkade fynd från andra studier att fläckar rör sig så mycket som 33 millimeter per år. Toppfart för de återstående hot-spot-grupperna-de under Eurasien, Nubia och Nordamerika plattor - var mellan 4 och 6 millimeter per år men kan vara så små som 1 millimeter per år. Det är mycket långsammare än de flesta plattorna rör sig i förhållande till hotspots. Till exempel, Stillahavsplattan rör sig i förhållande till hotspots med cirka 100 millimeter per år.

Gordon sa att de som är intresserade av paleogeografi borde kunna använda modellen. "Om hot spots inte rör sig mycket, de kan använda dem för att studera förhistorisk geografi. Människor som är intresserade av circum-Pacific tektonik, som hur västra Nordamerika samlades, behöver veta den plattans rörelseshistoria.

"Andra som kommer att vara intresserade är geodynamiker, "sa han." Hotspots rörelser återspeglar mantels beteende. Om hotspots rör sig långsamt, det kan tyda på att mantelns viskositet är högre än modeller som förutsäger snabb rörelse. "

"Modellbildare, särskilt de som studerar mantelkonvektion, måste ha något på jordens yta för att begränsa sina modeller, eller för att kontrollera om deras modeller är korrekta, "Sa Wang." Sedan kan de använda sina modeller för att förutsäga något. Hot-spot-rörelse är en av de saker som kan användas för att testa deras modeller. "