請問所謂的熱點??? - 地球科學討論

: : 目前世界上著名的熱點(hot-spot)區域 就屬夏威夷群島了
: : 研究人員從夏威夷的火山所噴發出來的物質 對其分析
: : 竟然是來自upper core的表面物質 這表示有股強大的流力往上噴發
: : 目前對hot-spot的研究不多 最公認的說法 是板塊運動的過程之中
: : 由於隱沒的板塊 太過於隱沒入地涵之中 導致部份的板塊塊體脫離板塊
: : 這些板塊塊體受到引力的作用之下 "掉落"於upper core的surface
: : 致使這些不同的物質 在壓力, 溫度的條件作用下 產生物理與化學變化
: : 因而產生hot-spot
: 長久以來關於地球內部的問題，一直有很大的爭論
: 各家各派都有自己的說法，目前還沒有一個真正可以讓大家閉嘴的
: 學說出現，簡而言之就是處在「戰國時代」
: 最主要的問題出在地球內部樣本的不可得
: 只能用地球物理的方式來間接推測
: （套句地質界某教授的說法：「看的到的都不一定相信了，
: 還去相信那些看不到的東西」...XD）
: 就研究地球內部的問題，主要的方法有兩種
: 地球物理及地球化學，這兩派也吵得最凶
: 常常可以在nature或是science上看到這兩派的科學家在互打嘴炮
: 當然大家都有自己的證據支持，演變到後來變成「信者恆信，
: 不信者當你在放屁」的局面
: 我本身有做點這一方面的研究（地球化學），
: 我同學也有人用地球物理的方式
: 探討地球內部構造
: 但是到現在對於地涵的演化以及其結構仍有不同的看法
: 很想看看在我榮登極樂世界之前會不會有大一統的局面出現
: 其中的細節很多，也不是三兩下就可以說的清楚
: 有興趣的人可以到地質系修些相關的課
: 或是找paper來看

我目前也是研究地球化學，容我將前文中hot spot稱作地函熱柱(mantle plume)。
前文所提到分為地球物理及地球化學兩派，我猜想是指地球物理界認為過去稱為
地函熱柱所在的火成活動不見得皆來自下地函，而地球化學界主流則承襲地函熱柱
的經典模型，並各自為了符合地球化學上的結果而發展出多樣化的"補丁"模型。
(註:所謂眾多的"補丁"模型是指為了解釋不同區域的地球化學資料及配合地質背景，
不得不因地制宜演變出各式各樣的地函熱柱或地函構造)
其實地球物理上也有人這樣做，比如說以震波異常的深度做區分，而有淺、中、深
等不同的地函熱柱。也難怪會稱為戰國時代的熱點了。

就這兩年那些在Nature及Science上打嘴砲的小成果。

1.地球物理上驗證，大部分所謂的地函熱柱在下地函深處沒有特別的異常。
2.原先依同位素上的證據被稱為來自地核的物質，又被更精密的驗證否定了。

其餘在學術期刊上的研究尚有

3.過去地球物理證據所提到的"熱異常"，也可能是較冷但富流體的地函條件所造成
的訊號(South Africa)
4.過去認為太平洋上夏威夷火山鏈是由於不動的地函熱柱在移動的版塊上所遺留的
證據，並具有完美的定年證據。但從太平洋眾多的火山島鏈的不同分佈方向及與
海洋地殼轉型斷層的方向具相關性，太平洋的火山島鏈與海底火山平台的發育較
有關係，且分佈多與斷裂帶平行。
5.地震波研究大範圍的地函結構時，訊號的空間解析度不足是造成地函結構眾說紛紜
的主要原因，有科學家認為地函地球化學的差異並非層狀分布，而具有不規則的
邊緣或是以數公里囊包的方式均勻分布在上地函。

最精采的爭議在於地球化學訊號上，夏威夷是眾所認知的地函熱柱成因的火山島，
因此其最原始岩漿成分與中洋脊玄武岩(MORB,Mid-ocean Ridge Basalt)相比有特別
的差異，因此稱為洋島玄武岩(Oceanic Island Basalt)，此種岩漿的成因及深度
緊扣著科學家們的研究成果，但此類型的化學訊號卻常出現在大陸地殼發張過程的
玄武岩，比如說澎湖。但與同期岩漿噴發量相比，兩者雖同為OIB卻在產狀上有非常
大差異。不過還是有不少人會混為一談，看到OIB的微量元素或是同位素訊號就會
聯想到深達下地函的熱柱模型。

相關OIB在地球化學上特徵可以從google裡查閱Depaolo的資料就會出現一大堆。


PS:鍾孫霖的plum pudding(梅子布丁)模型或是marble cake(大理石蛋糕)或是streaky
mantle(斑狀地函)都算是本文所謂的"補丁"模型。
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