Продолжаем разбираться, как рушится главная теория вулканов. С первой частью можете ознакомиться здесь.
- Главная проблема классической плюм-гипотезы — требование неподвижности горячих точек.
Палеомагнитные исследования, проведенные в 2000-х годах, показали нечто неожиданное: Палеоширота Императорской гряды (древней части Гавайского следа) отличается от широты современных Гавайских вулканов более чем на 10 градусов. Если бы плюм стоял на месте, этого не могло бы произойти.
Вывод напрашивался сам собой: Гавайский плюм дрейфовал. Но как? Ведь если плюмы могут двигаться, то рушится вся концепция абсолютной системы отсчета.
- В 2025 году группа ученых из Южного университета науки и технологий предложила решение, которое, возможно, окончательно разрешает эту загадку.
Используя глобальную модель мантийной конвекции, они смоделировали движение Гавайского плюма за последние 80 миллионов лет.
Их вывод: Гавайский изгиб имеет двойную природу. Примерно 30–35 градусов изгиба объясняются внезапным поворотом Тихоокеанской плиты 47 миллионов лет назад. Остальные 25–30 градусов — это результат движения самого плюма, причем основной вклад (около 20 градусов) внесло западное смещение плюма, сопоставимое по скорости с движением самой плиты.
Ключевой механизм, заставляющий плюм двигаться, — внутриокеанические зоны субдукции в северо-восточной Пацифике. Погружающиеся плиты меняют потоки в нижней мантии, увлекая за собой и горячие плюмы. Компьютерное моделирование впервые воспроизвело современное положение Гавайского плюма, учитывая оба фактора.
Плюмы, оказывается, не привязаны к ядру намертво. Они могут дрейфовать, и их движение подчиняется динамике всей мантийной конвекции.
Йеллоустон: плюм или плита?
С Йеллоустонским супервулканом ситуация еще драматичнее. Доминирующая плюмовая теория объясняет его цепочку кальдер, протянувшуюся на юго-запад от современного парка, движением Северо-Американской плиты над стационарной горячей точкой.
Используя метод сейсмической дифракционной томографии — своего рода рентген для Земли, — ученые получили изображения, несовместимые с классической плюмовой моделью.
Вместо ожидаемой узкой вертикальной зоны замедления сейсмических волн (что соответствовало бы горячему плюму) под Йеллоустоном обнаружилась наклонная структура с повышенными скоростями — то есть аномально холодная область, уходящая вглубь под углом.
Это не горячий плюм. Это погружающаяся плита.
Согласно выводам ученых, вулканизм питается остатками древней океанической плиты Фараллон, которая начала погружаться под Северную Америку около 30 миллионов лет назад.
В переходной зоне мантии (глубины 400–640 км) плита раскололась, и ее фрагмент изменил направление погружения — возникла так называемая «обратная субдукция». Расплавы из погружающегося фрагмента поднимаются вверх, формируя магматический очаг.
Этот механизм объясняет и странную скорость «миграции» йеллоустонских кальдер — около 4 см в год, что вдвое больше скорости движения самой Северо-Американской плиты (1–2 см/год).
При встречном движении плиты и «горячей зоны» в мантии кальдеры на поверхности действительно должны смещаться быстрее, чем это возможно при стационарном плюме.