Las islas volcánicas de Hawái representan el extremo más joven de una cadena montañosa de 80 millones de años y aproximadamente 6,000 kilómetros de largo en el suelo del Océano Pacífico. La llamada cadena del Emperador Hawaiano que consiste en docenas de volcanes es bien conocida por sucurva peculiar de 60 grados. La causa de esta curva ha sido muy debatida durante décadas. Una explicación es un cambio abrupto en el movimiento de la placa tectónica del Pacífico, el modelo opuesto indica la deriva hacia el sur de la columna de manto que ha originado la cadena desde su comienzoHace 80 millones de años. Al parecer, ambos procesos juegan un papel importante, muestra un nuevo estudio en Comunicaciones de la naturaleza publicado por un grupo de científicos de la Universidad de Oslo, el Centro de Investigación Alemán para Geociencias GFZ Potsdam y la Universidad de Utrecht.
Muchas islas de los océanos volcánicos se crean por corrientes de agua calientes en forma de columnas llamadas plumas de manto que se originan cerca de la base de ~ 3000 km de profundidad del manto de la Tierra. Las plumas de manto no están muy influenciadas por los movimientos superficiales de las placas tectónicas que se mueven lentamente sobre ellas.Se pueden rastrear largas cadenas lineales de volcanes de origen plume que envejecen cada vez más a medida que aumenta la distancia de los puntos activos de cientos a miles de kilómetros. En el sendero del punto de acceso hawaiano, las islas de Hawái son las más jóvenes en la cadena que se extiende casi 6,000 km hastaMontaña submarina de Detroit en el noroeste del Pacífico, donde se produjo el volcanismo hace unos 80 millones de años. Una curva sin precedentes de 60 grados caracteriza la Cadena Hawaiana-Emperador, dividiéndola en la Cadena Emperador más antigua y la Cadena Hawaiana más joven. La curva se ha fechado en 47 Ma.
"La causa última de la formación de la curva Hawaiian-Emperor HEB fue un cambio prominente en el movimiento de la placa del Pacífico a 47 Ma", dice el autor principal del nuevo estudio, Trond Torsvik de la Universidad de Oslo y visitandoinvestigador en GFZ en este momento. El equipo afirma una hipótesis del geofísico estadounidense Jason Morgan, quien ya lo propuso a principios de la década de 1970. "Pero no es tan simple como se sugirió hace cuarenta años", dice Torsvik.
Jason Morgan fue el primero en usar puntos calientes como marco de referencia para los movimientos de placas globales. En su modelo, las plumas del manto, que se manifiestan por puntos calientes en la superficie, se consideraron fijas en el manto, y la curva del emperador hawaiano fueatribuido a un simple cambio direccional del movimiento de la placa del Pacífico, pero su modelo de placa con puntos de acceso fijos se vio desafiado desde la década de 1980.
"Desde fines de la década de 1990, ha quedado claro que los puntos críticos no están totalmente fijos", dice Bernhard Steinberger de GFZ, uno de los coautores del artículo. Eso ahora es generalmente aceptado, agrega, y los modelos de flujo de manto predicenque el punto de acceso hawaiano se ha desplazado lentamente hacia el sur. "Pero algunos estudios recientes han argumentado que el movimiento rápido hacia el sur del punto de acceso antes de 47 Ma puede explicar la formación de la curva sin requerir el cambio de movimiento de la placa del Pacífico", dice.se ha vuelto atractivo porque la geología de las placas que rodean el Pacífico no muestra evidencia clara de un cambio de movimiento de la placa del Pacífico ".
El nuevo estudio muestra claramente por qué esto simplemente no funciona. Requeriría una tasa de movimiento de punto caliente poco realista de unos 42 cm / año, que sería mucho más rápida que la velocidad promedio de las placas tectónicas. Además, esto implicaría queEmperor Chain se creó en solo cinco millones de años y Detroit Seamount solo debería tener 52 millones de años. Esta predicción obviamente es falsificada por las edades registradas en la isla de Detroit Seamount de aproximadamente 80 Ma.
"Alternativamente, un movimiento de punto de acceso más lento hacia el WSW podría explicar tanto la geometría como las edades de la cadena del Emperador", dice Steinberger. Sin embargo, dicha dirección de movimiento es inconsistente con los modelos de convección del manto.
"Nuestro artículo es un buen ejemplo de cómo se pueden utilizar simulaciones muy simples de cinemática de placas y puntos calientes para explorar qué escenarios geodinámicos para la formación de la curva del Emperador Hawaiano son posibles y cuáles no", dice Pavel Doubrovine dela Universidad de Oslo, otro coautor del artículo: "No podemos evitar la conclusión de que la curva de 60 grados es causada predominantemente por un cambio direccional en el movimiento de la placa del Pacífico". Sin embargo, se requiere un movimiento de penacho hacia el sur, de lo contrario, el hawaiano-La cadena Emperador sería unos 800 kilómetros más corta.
"Explicar la geometría, la progresión de la longitud y la edad de la Cadena Hawaiana-Emperador, requiere ambos: el cambio en la dirección del movimiento de la placa y el movimiento del punto de acceso", afirma Torsvik. "Si, después de más de dos décadas de debateEn los escenarios de los miembros finales del cambio del movimiento de la placa frente a la deriva del punto de acceso, los geofísicos podrán estar de acuerdo en que ninguno de los dos es satisfactorio, entonces podemos avanzar y abordar una pregunta más interesante: ¿qué hizo que el movimiento de la placa del Pacífico cambiara enhace unos 47 millones de años? "Con suerte, no tomará más de 40 años para obtener una respuesta a esto", agrega.
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Materiales proporcionado por GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centro Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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