Global fordeling av 44 kjente varmepunkt.Diagram som viser en gjennomskjæring av jordens Litosfære (i gult) med magma som strømmer opp fra mantelen (i rødt). En øy har oppstått (blå), og etter at havbunnsplaten siden har flyttet seg over varmepunktet skaper dette deretter en ny vulkanøy ved siden av den forrige.Kart over Stillehavet som viser en rekke kjeder av påståtte varmepunktøyer - Hawaii, Aleutene, og Kurillene.Foreslått utbredelse av søylestrømmer, etter G. R. Foulger.[1]
Varmepunkt eller manteldiapir (engelsk «hot spot») er innenfor geologien de steder på jordens overflate der det strømmer magmatisklava opp gjennom en søylestrøm («mantel plume») helt nede fra mantelen, noe som også kan skje midt inne på kontinenter. På slike steder har det ofte vært vulkansk aktivitet over en lang tidsperiode, gjerne flere titalls millioner år, fordi varmepunktene er relativt konstante og ikke flytter på seg.[2] Store mengder smeltemasse kan ifølge denne teorien trenge opp til overflaten som platåbasalt, slik man finner i Etiopia, Øst-Sibir, India og nordvest i USA. Et av verdens mest kjente, aktive varmepunkt finnes under Hawaii.
Varmepunkt-vulkaner må ikke forveksles med øybue-vulkaner. Selv om begge vil ha form av en rekke vulkanske øyer, er de blitt dannet av forskjellige årsaker. Øybuer blir dannet av konvergerende tektoniske plater i subduksjonssoner. Når en oseansk plate møter en annen, blir den med høyest tetthet tvunget under den andre i en dypvannskløft. Denne platen smelter og hjelper til med dannelsen av vulkanske øyer, slik som Aleutene utenfor Alaska.
Amerikaneren John Tuzo Wilson introduserte i 1963 teorien om at vulkanske kjeder, slik som Hawaii-øyene, var resultat av den langsomme bevegelsen av tektoniske plater tvers over «faste» varmepunkt som i mange millioner år brakte varm lava opp fra dypet under jordskorpen. Man oppdaget at slike varmepunkt fikk lavatilførsel fra smale mantelstrømmer som ledes opp fra grensen mellom jordens kjerne og mantelen, gjennom en eller flere sammenkoblede søylestrømmer.[4] Wilson mente at platedriften over tid ville føre den nye vulkanøyen bort fra varmepunktet, men at det senere kunne dannes en ny vulkanøy slik at flere, isolerte vulkanøyer kunne utvikles på et område, selv langt fra de vulkansk aktive plategrensene. Teorien ble styrket ved at den nordvestligste øya Kauai har 5.5 millioner år gamle, vulkanske bergarter, mens dagens aktive øy Hawaii har bergarter som bare er 0,7 millioner år gamle. Tilsvarende er det ved Yellowstone tre kalderaer som vitner om like mange vulkanske utbrudd de siste to millioner årene.
Det dannet seg på 1990-tallet en økende erkjennelse av at søylestrømmer har sammenheng med superkontinenter, hvor man mente å observere sykluser hvor superkontinenter hemmet mantelens lavautveksling som en «trykk-koker» og til slutt sprakk opp i en prosess med stor magmatisk aktivitet.[5] Utfordringene med å skille mellom søylestrømmer, magmakammer og trykkdannelse, har ledet noen forskere til å spørre om søylestrøm-fenomenet egentlig er reelt. Studier av den store magmatiske provinsen på Deccan-platået i India viser at man her har både forkastningssoner, og sprekksoner for oppsdelingen av Madagaskar-India-platen, med forslag om at området har et mer varig magmakammer.[6] Tilsvarende har forskere hevdet at heller ikke den enorme magmatiske provinsen i Siberia-kratonet - med De sibirske trappene - skyldes søylestrøm-aktvitet slik man tidligere har trodd, men snarere konveksjon mellom mantel og litosfære.[7]
Såkalte «store magmatiske provinser» (large igneous provinces) har vært tidfestet til omtrent 2770 millioner år siden, og videre 2740, 2715, 2705, 2450, 2250-2000, 1900-1600, 1380 og 1275-1267 (Columbia), 1108, 800 og 723 (Rodina), og 250 millioner (Pangea) år siden, hvor navn i parentes antyder hvilket kontinent som var i ferd med å ble dannet eller splittet opp i prosessen. Under vulkansk aktivitet i forbindelse med at superkontinenter brytes opp, har man blant annet sett økt dannelse av bergarter bestående av karbonater, og spesielt kimberlitt.
De fleste varmepunkt-vulkaner er basaltiske på grunn av at de har utbrudd gjennom oseansk litosfære, for eksempel Hawaii og Tahiti. På grunn av dette er de mindre eksplosive enn vulkaner i subduksjonssoner, som har lavere vanninnhold. Der varmepunkter forekommer under kontinentalskorpen er basaltisk magma fanget i den tynnere kontinentalskorpen som er oppvarmet og danner rhyolitt i smelteprosessen. Denne rhyolitten kan være svært varm og kan danne voldsomme utbrudd på tross av det lave vanninnholdet. Yellowstone-calderaen ble for eksempel til i noen av de kraftigste vulkanske eksplosjoner i den geologiske historien.
Referanser
^G.R.Foulger, Plates vs. Plumes: A Geological Controversy, Wiley-Blackwell, 2010. ISBN 978-1-4051-6148-0
^Ivar B Ramberg (red), Landet blir til – Norges geologi, Norsk Geologisk Forening 2006, utg 2007, side 31.
^Leslie B. Yale og Scott J. Carpenter, «Large igneous provinces and giant dike swarms: proxies for supercontinent cyclicity and mantle convection», Earth and Planetary Science Letters nr 163, 1998, side 109–122
^Leslie B. Yale og Scott J. Carpenter, «Large igneous provinces and giant dike swarms: proxies for supercontinent cyclicity and mantle convection», Earth and Planetary Science Letters nr 163, 1998, side 109–122
-1.svg)
