http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-06-07
炙热的熔岩从夏威夷大岛的硬化熔岩壳下方涌出，流入海洋。（图片提供：Patrick McFeeley, National Geographic）
新浪环球地理讯 北京时间6月2日消息，据美国国家地理网站报道，传统观点认为，夏威夷的火山岛由一个直通地球炙热核心的热岩地幔柱形成，这个热岩地幔柱现仍在给火山岛“供料”。对于这一传统观点，一项新的研究发现提出挑战。美国科学家表示，他们发现坚实证据，证明夏威夷海床下方存在一个巨大的热岩区，但它并不是从地核延伸到地表的地幔柱。这个巨大的热岩区距离最近的夏威夷岛屿数百公里。
直到现在，研究人员仍表示有关这一地区的理想地震数据非常缺乏，因此很难对这一传统解释提出质疑。传统观点认为来自地核周围的热岩流形成太平洋的这个3100英里(约合5000公里)长的岛链和海底山脉。
根据传统观点，随着地壳在地幔柱上方滑动——就好像在传送带上——海床喷出熔岩，在数千万年的岁月变迁中，冷却的熔岩层形成山脉和岛屿。地质学家表示，经过对20年的地震数据进行分析，他们在夏威夷地区发现一个800英里(约合1300公里)宽的热岩区，这个热岩区就位于大岛下方。大岛是夏威夷岛链中最年轻的岛屿，传统观点认为它座落于地幔柱上方。
麻省理工学院地质学家、研究论文合著者罗伯特·范·德尔·希斯特表示：“虽然新证据向巨型地幔柱理论提出质疑，但我们尚不能排除大岛下方存在一个狭小地幔柱的可能性。这个地幔柱的主要源头位于另一个地方，并非在下方直接连接。”此项研究由范·德尔·希斯特与同事曹琴(Qin Cao，音译)领导，研究论文刊登在《科学》杂志网络版上。
火山在地幔(地球厚度最大的岩层)与熔化外核交汇处形成。外核位于地下大约1800英里(约合2900公里)处。外核加热地幔底部岩石，使其变成具有浮力的灰泥，灰泥涌向地壳上方，好似处在熔岩灯中。在地壳内部几公里处，岩石失压熔化，经常以灰泥的形式喷出地表。
地震X线断层摄影术利用地震波穿行时发出的声音和回声探测地幔柱或者热区，但有关夏威夷的这种数据非常有限。范·德尔·希斯特说：“对夏威夷下方的地幔进行测绘难度极大，因为这一地区距离大型地震传感器网路太远。”能够证明大岛下方存在地幔柱的数据非常有限，这些数据立基于非常有限的地震波取样。相比之下，新研究对20年的地震数据进行了分析，最终发现了微妙而清晰的信号。
这些信号指向地下大约410英里(约合660公里)的巨大不规则区域：一个盘状岩石区，温度比周围地区高出300至400摄氏度，距离大岛西部370英里(约合600公里)至1000英里(约合1600公里)之间。研究小组认为这个地幔柱在上地幔和下地幔交界处汇集，而后蜿蜒伸向群岛下方的地壳，最后涌出供给夏威夷火山岛。范·德尔·希斯特指出，需要获得更多证据才能确定何种因素形成夏威夷岛链，但这项研究至少证明“我们的星球丧失热量的方式要比我们此前认为的更为复杂”。此外，这也有助于解释其他太平洋海山如何形成。（孝文）
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