Первичные горячие точки, прослеженные в верхней мантии под транзитной зоной, могут быть продуцированы плюмами, которые возникают из неусточивых областей пограничного термального слоя. Подобные слои вероятнее всего могут располагаться либо внутри транзитной зоны, либо на границе мантии и ядра. В настоящее время сейсмология не в состоянии выявить стволы отдельных плюмов в нижней мантии и, поэтому, не может ответить на вопрос о том, зародились ли первичные плюмы глубже транзитной зоны.
Геохимические данные свидетельствуют, что плюмы зарождаются в транзитной области. Существуют другие геохимические данные свидетелствуют в пользу нижнемантийного происхождения первичных плюмов – базальтовые лавы океанических островов значительно обогащены Fe.
Продуцирование траппов в начальной стадии развития горячей точки, как расплава связанного с головной частью плюма, требует расплавления более, чем 108 км3 мантийного вещества, потенциально заполняющего верхнюю мантию. Не ясно, как такое большая нестабильность могла бы сформироваться в транзитной области. Лабораторные и численные эксперименты показывают, что такую нестабильность можно произвести в термальном слое на границе мантия – ядро.
Хвосты (стволы) первичных плюмов имеют возраст порядка 130 млн лет. Плюмы, зародившиеся как траппы в последние 100 млн лет (Ethiopia-Yemen/Afar, Greenland/Iceland, Deccan/Reunion) до настоящего времени достаточно активны, в то время, как те, что зародились между 100 и 140 млн лет могут быть пропущены (Ontong-Java/Louisville, Parana-Etendeka/Tristan), а плюмы, старше 150 млн лет не имеют активных следов (Karoo, CAMP, Siberia, Emeishan).
Анализ механики жидкости свидетелствуют, что существовующие в настоящее время очень большие головные части плюмов и маленькие, но длинные и прочные хвосты могут быть продуцированы только на глубинах, значительно превышающих глубину транзитной зоны.
Происхождение первичных плюмов из пограничной области, расположенной между мантией и ядром – актуальная задача, стоящая перед сейсмологическими и геохимическими исследованиями. В пользу зарождения первичных плюмов в пограничеой зоне между мантией и ядром свидетельствуют данные:
– изучения механики жидкости;
– наблюдения огромных объемов, которые должны быть выплавлены, чтобы продуцировать покровные базальты;
– о длительном существовании подводящих каналов, продуцирующих цепочки островов.
Источники:
Courtillot V.,Davaille A., Besse J., and J. Stock Three distinct types of hotspots in the Earth’s mantle. Earth and Planetary Science Letters 205 (2003) 295-308.