夏威夷群島在數百萬年內不會被海水淹沒。這是為什麼

2020-09-05 美麗新鄉任我行


就像青春痘一樣，火山島不會永遠存在。有些是古老的，比如大西洋上有2000多萬年歷史的加那利群島，而有些則已經被淹沒了，比如太平洋上的加拉帕戈斯群島。

為什麼有些島嶼會獲得長壽大獎？答案與兩個因素有關：《科學進展》(Science Advances)雜誌2020年1月1日在線發表的一項新研究顯示，板塊運動的速度和地幔柱的大小。

研究人員指出，這些因素對夏威夷來說是個好兆頭，因為夏威夷人的壽命較長。


相關圖片：夏威夷大島基拉韋厄火山噴出的熾熱熔巖

火山島的形成是由於熾熱的巖柱從地球的地幔中升起，穿透了地殼。隨著構造板塊的移動，但羽狀物留在原地，會形成更多的島嶼，形成群島鏈。

然而，地球無情的力量，如海浪和風，不斷地衝擊島嶼，最終導致它們淹沒在海裡。到目前為止，還不清楚究竟是什麼因素導致一些島嶼比其他島嶼壽命更長。

島的時間

為了進行調查，麻省理工學院的研究人員觀察了世界上14個主要的火山島鏈。他們觀察了這些島嶼的構造板塊相對於地底熱點移動的方向和速度。此外，研究小組還測量了每一次膨脹的長度，這種膨脹是由於地幔柱抬高了島嶼周圍的海底，使其比周圍的海底更淺而形成的。

然後，研究人員將膨脹的長度除以它們的板塊速度。由此得出的數字顯示了火山島在羽流膨脹頂部的平均時間，這反過來又決定了火山島在水面上停留的時間。

當研究小組將他們的計算結果與每個島嶼(包括淹沒的島嶼)的實際年齡進行比較時，他們發現在浪頭上停留的時間與在海平面上停留的時間之間存在很強的相關性。從本質上說，他們的研究結果表明，一個火山島的壽命取決於它的構造板塊的速度和煙羽的大小，或者它產生的膨脹。

研究人員說，換句話說，如果一個島嶼形成在一個快速移動的構造板塊上，那麼它的壽命可能很短。然而，如果有一個大的羽毛，如夏威夷群島，然後壽命更長。

夏威夷在這方面很幸運;研究人員說，這些島嶼位於快速移動的太平洋板塊上，但它們的煙柱非常巨大，是地球上最大的煙柱之一。由於煙柱如此之大，板塊花了很長時間才從上面滑過，確保了島嶼的壽命。

科學家們說，加拉帕戈斯群島也位於快速移動的構造板塊上，但它們位於一個小得多的地幔柱之上。與此同時，加那利群島，世界上已知的最古老的島鏈之一，坐落在緩慢移動的大西洋板塊上，在一個相對較大的煙柱之上。

一個島嶼的壽命對它的動植物如何進化起著重要作用。

該研究的負責人、前麻省理工學院地質學研究生金伯利•於佩爾在一份聲明中說:「如果一個島嶼長時間處於海平面以上，那麼它就會有很長時間形成物種。」(她現在是德國波茨坦GFZ德國地球科學研究中心的高級研究科學家。)「但如果你有一個島鏈，那裡的島嶼淹沒速度更快，那麼這將影響動物向鄰近島嶼輻射的能力。」

從某種意義上說，構造速度和羽毛的大小可以幫助科學家更好地理解進化。

「加拉帕戈斯群島是一個移動非常快的跑步機，島嶼移動非常快，沒有很長時間可以被侵蝕，這就是導致人們發現進化的系統，」該研究的合作者、麻省理工學院地球、大氣和行星科學教授利·羅伊登(Leigh Royden)在聲明中說。

然而，有些所謂的跑步機比其他的跑得快。

該研究的合作者、麻省理工學院地球、大氣和行星科學系副主任泰勒·珀倫在一份聲明中說:「金姆(Huppert)的研究表明，地球物理機制控制著跑步機移動的速度，以及島嶼鏈在結束前的長度。」

這項研究的部分資金由NASA提供。

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