
شبیهسازیهای رایانهای، دیرینهمغناطیس و تاریخچههای حرکت صفحات شرحدادهشده در مجله Science نشان میدهد که چگونه نقاط داغ، مراکز فوران ماگما که بر روی ستونهای گوشته داغ قرار دارند و زمانی تصور میشد که در جای خود ثابت ماندهاند، در واقع در زیر پوسته زمین حرکت میکنند..
دانشمندان بر این باورند که ستون های گوشته مسئول برخی از چشمگیرترین ویژگی های زمین شناسی زمین مانند جزایر هاوایی و پارک ملی یلوستون هستند. برخی از توده ها ممکن است منابع کم عمقی داشته باشند، اما برخی از آنها، مانند ستون زیر هاوایی، به نظر می رسد که ریشه در عمیق ترین گوشته، نزدیک به هسته زمین دارند.
مدتها تصور میشد که چنین تودههای عمیقی چنان بیحرکت هستند که حرکات صفحات قارهای و اقیانوسی با آنها اندازهگیری میشد، اما جان تاردونو، ژئوفیزیکدان دانشگاه روچستر و همکارانش در دانشگاههای لودویگ-ماکسیمیلیانس، مونستر و استنفورد، شواهد مغناطیسی از کف دریای آرام را با مدلسازی رایانهای ترکیب کرد تا نشان دهد که چگونه ستون زیر هاوایی احتمالاً خم میشود - ریشه آن به سختی حرکت میکند در حالی که بالای آن تقریباً 1000 مایل در سطح زیرین اقیانوس آرام حرکت میکند.
"در سال 2003، ما نشان دادیم که نقطه داغ - ستونی - که زنجیره جزایر هاوایی را ایجاد کرد، باید حرکت کرده باشد. ما پیشنهاد کردیم که حرکت گوشته درگیر بوده است، اما علت تغییر در حرکت یک راز باقی مانده است. تاردونو می گوید.
Tarduno پنج مکانیسم ممکن را در Science ذکر می کند، اما او می گوید که یکی به طور خاص به عنوان توضیحی محتمل برای نحوه شکل گیری زنجیره جزایر هاوایی و کوه های دریایی برجسته است. تاردونو میگوید: «ما از نظر تئوری و مدلها، از جمله کار اولریش هانسن و نورم اسلیپ، میدانیم که یک ستون میتواند کمی نزدیک پایه خود حرکت کند و به طور بالقوه در حرکت کانون هاوایی و نقاط داغ در جاهای دیگر نقش داشته باشد.اما یک مشاهدات کلیدی از یک شبیهسازی عددی حاصل از مدلهای هانس پیتر بانگ به دست آمد، که نشان میدهد چگونه انتهای بالایی ستون، که از عمق 1500 شروع میشود، میتواند مانند شعله شمع که به سمت یک پیش نویس کشیده میشود، حرکت کند.»
کشف در این مورد، او میگوید، یک خط الراس اقیانوسی باستانی در اقیانوس آرام است که در آن بستر دریا گسترش مییابد و به ماگما اجازه میدهد تا از طریق پوسته اقیانوس حباب کند. خط الراس باستانی اکنون به دلیل فرورانش گم شده است، اما حضور گذشته آن توسط چند خطواره مغناطیسی در پوسته اقیانوسی در جنوب دریای برینگ ثبت شده است. این خط الراس حدود 80 میلیون سال پیش فعال بود اما تا 47 میلیون سال پیش به طور کامل خاموش شد. این تاریخها بسیار نزدیک با تاریخچه حرکتی که تاردونو در کانون هاوایی شناسایی شده مطابقت دارد.
در سال 2001، تاردونو و یک تیم بینالمللی دو ماه را روی کشتی حفاری اقیانوسی JOIDES Resolution گذراندند و نمونههایی از سنگ را از زنجیره کوههای دریایی امپراتور-هاوایی مایلها زیر سطح دریا بازیابی کردند. این تیم در انتهای شمالی زنجیره، نزدیک ژاپن، کار خود را آغاز کردند، روزهای سرد و مه آلود را پشت سر گذاشتند و از طوفان گاه به گاه طفره رفتند تا در مسیر جنوب، چندین هسته بلند سنگ را بالا بکشند.تیم تاردونو با استفاده از یک دستگاه مغناطیسی بسیار حساس به نام SQUID (دستگاه تداخل کوانتومی فوقرسانا)، دریافتند که مغناطیس هستهها با عقل مرسوم نقاط داغ ثابت مطابقت ندارد.
مغناطش گدازه های بازیابی شده از انتهای شمالی زنجیره امپراتور-هاوایی نشان می دهد که این سنگ ها بسیار دورتر از نقطه داغ فعلی که امروز هاوایی را تشکیل می دهد در شمال تشکیل شده اند. با تشکیل ماگما، مگنتیت، یک ماده معدنی حساس به مغناطیسی، میدان مغناطیسی زمین را درست مانند قطب نما ثبت می کند. همانطور که ماگما سرد می شود و تبدیل به سنگ جامد می شود، جهت "قطب نما" در جای خود قفل می شود و رکورد دقیقی از عرض جغرافیایی مبدا حفظ می شود.
اگر نقطه داغ هاوایی همیشه در مکان فعلی خود یعنی ۱۹ درجه شمالی ثابت بود، پس همه سنگهای کل زنجیره باید در آنجا شکل میگرفتند و سرد میشدند و علامت مغناطیسی ۱۹ درجه را حتی مانند صفحه اقیانوس آرام حفظ میکردند. سنگ های جدید را به سمت شمال غربی کشید.با این حال، تیم تاردونو دریافتند که هر چه نمونههای آنها شمالیتر باشد، عرض جغرافیایی نمونهها بیشتر میشود. شمالی ترین گدازه هایی که آنها کشف کردند در بیش از 30 درجه شمالی حدود 80 میلیون سال پیش، تقریباً هزار مایل دورتر از جایی که این نقطه داغ در حال حاضر قرار دارد، تشکیل شده است.
تاردونو میگوید: «تنها راه برای توضیح این یافتهها این است که خود کانون در حال حرکت به سمت جنوب باشد». خوانش های مغناطیسی او در عرض جغرافیایی نزدیک به 19 درجه کاهش یافت و نشان می دهد که توده ماگما در منطقه ای که امروز در آن قرار دارد از حرکت بازمانده است.
علاوه بر "طرح" ایجاد شده توسط بالا آمدن ماگما به درون خط الراس سرخپوشان، تاردونو می گوید که تئوری و شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد که حداکثر خم شدن یک ستون در چنین شرایطی منجر به حدود 1000 مایل می شود. حرکت در سراسر پوسته مطابق با آنچه او به عنوان فاصله بین نقطه شروع و توقف نقطه هاوایی می بیند. او اشاره می کند که خم شدن یک ستون گوشته به آشتی شواهد نقاط داغ متحرک در پوسته زمین با نظریه هایی که نشان می دهد ستون ها از عمیق ترین گوشته سرچشمه می گیرند کمک می کند، جایی که ویسکوزیته بالا حرکت سریع را محدود می کند.او خاطرنشان میکند که مکانیسم جذب ستون-برجستگی ممکن است به توضیح ویژگیهای آتشفشانی به ظاهر غیرعادی در بستر دریا کمک کند و به دانشمندان زمینشناس کمک کند تا از مسیرهای آتشفشانی باستانی برای درک جریان گذشته گوشته زمین استفاده کنند.