Поверхностные волны используются для глобального и регионального картирования неоднородностей самой верхнй мантии Земли. В том числе и для выявления плюмов под горячими точками. Поверхностные волны (Лява и Релея) хороший инструмент для глобального опробования самой верхней части мантии. Хотя ствол плюма слишком узок для того, чтобы его выделить этими исследованиями. Но “разлившаяся” под литосферой часть плюма (диаметром порядка 1000 км), создавшая топографические и гравитационные поднятия, вполне может быть изучена поверхностными волнами с высоким разрешением. Волны Релея с периодом 75 секунд особенно чувствительны неоднородностям, расположенным непосредственно под литосферой. На глобальных картах фазовых скоростей этих волн преобладают длинноволновые вариации, обусловленные утолщением литосферы с увеличением ее возраста.
Региональные томографические исследования Африки [Hadiouche et al 1989] обозначили большую низкоскоростную область, содержащую материал, подпитывающий Африканские горячие точки и Восточно–Африканский Рифт.
Глобальные томографические модели [Anderson et al 1992, Zhang & Tanimoto 1993] выявляют плюмовые разливы, ассоциируемые с такими горячими точками, как Гавайи, Исландия, Азоры, Тристан, Афар). Дополнительные свидетельства были получены региональными исследованиями [Roult et al 1994].
На рисунке 6 показана модель [Ekstrom et al 1997], на которой удалены длинноволновые вариации, обусловленные утолщением литосферы и сохранены гармоники от 10 до 40 градусов (длиной волн менее 4000 км).
Латеральные неоднородности фазовой скорости 75-ти секундных волн Релея [Ekström et al 1997.]. Эти волны особенно чувствительны к вариациям скорости поперечных волн непосредственно под литосферой. Сферические гармоники ниже I = 10 исключены. Отметим, что некоторые низкоскоростные участки (теплые цвета) корреспондируют с положением горячих точек.
Выделенные локальные структуры на схеме слабо, но коррелируют с местоположением следующих горячих точек: Исландия, Азоры, Канары, Тристан, Афар, Пасхи, Фернандес, Галапагос, Bouvet, Crozet). Корреляция далека от совершенной. Обратим внимание на то, что горячая точка Гавайи, имеющая ярко выраженные топографическое и гравитационное поднятия, не имеет четкого отражения на этой схеме в форме низкоскоростного региона. Подобное обстоятельство, возможно обусловлено несовершенством самой глобальной сети наблюдений, не позволяющей добиться необходимого разрешения. Но, сведения о наличии низкоскоростных аномалий под Гавайями получены в результате более детальных, региональных исследований.
Источники информации:
Nataf H.-C.Seismic imaging of mantle plumes.Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2000. v. 28, p. 391–417