Горячая точка

ГОРЯЧАЯ ТОЧКА, относительно неподвижный локальный источник магмы, находящийся в мантии Земли и выраженный на её поверхности возобновляющимися вулканическими извержениями. Термин ввёл канадский исследователь Дж. Вилсон в 1963 году. Американский геофизик Дж. Морган в 1971 году предположил, что горячие точки образуются над восходящими струями (плюмами) мантийного материала, относительно быстро пересекающими конвективные ячеи мантии и выносящими тепло и вещество из её глубин. Глубинные «корни» некоторых горячих точек выявлены сейсмической томографией, по данным которой в недрах Земли имеются участки пород пониженной плотности и повышенной температуры, которые трактуются как восходящие мантийные струи (смотри в статье Тектоника плюмов). Базальтовые лавы, выходящие на поверхность над горячими точками, характеризуются высоким содержанием La, Rb, Cs, Ва, лёгких лантаноидов, а также имеют определённый изотопный состав Sr, Nd, Pb, что свидетельствует о плавлении материала, выносимого из глубоких горизонтов мантии. При горизонтальном скольжении литосферной плиты над горячими точками вулканы смещаются вместе с движущейся плитой, отрываются от своих глубинных корней и отмирают, а над горячими точками образуются новые. Формируется цепь вулканических построек, возраст которых увеличивается с удалением от горячих точек. Продолжительность эволюции горячих точек - от нескольких десятков до нескольких сотен миллионов лет.

Насчитывается несколько десятков современных горячих точек (большая их часть размещается в Тихоокеанском и Индийско-Атлантическом регионах). Одни горячие точки находятся под океанической литосферой (например, Гавайская), другие - под континентальной (например, Йеллоустонская в Северной Америке) , третьи приурочены к границам расходящихся литосферных плит (например, Исландская) или их тройным сочленениям (например, Буве на юге Атлантического океана). В первом случае в результате прохождения над горячими точками литосферной плиты мощность океанической коры увеличивается до 15-20 км за счёт накопления базальтовых лав сверху и магматического подслаивания (андерплейтинга) снизу. Кора большей мощности выражена в подводном рельефе так называемыми асейсмичными хребтами гавайского типа (асейсмичность их относительна). На окончании этих хребтов непосредственно над горячими точками продолжается вулканическая деятельность. Во втором случае, кроме излияний базальтовой лавы, происходят мощные взрывные извержения, обусловленные формированием в легкоплавком гранитном слое континентальной коры малоглубинных очагов риолитовой магмы. Например, около 17 миллионов лет назад над «головой» плюма Йеллоустонской горячей точки возник и быстро разрастался обширный вулканический ареал базальтовых плато Колумбия и Орегон. Через 1,5 миллиона лет горизонтальное движение литосферной плиты сместило «голову» плюма; в дальнейшем происходили извержения базальтовой и риолитовой магмы, локализующиеся над «корнем» («хвостом») плюма, прочертившим след горячих точек на сотни км до активного окончания в виде кальдеры в Йеллоустонском национальном парке.

Зарождение горячих точек исландского типа предшествовало расколу литосферной плиты с образованием оси спрединга (зоны разрастания океанической земной коры, выраженной в рельефе срединно-океаническим хребтом). В зонах спрединга над горячими точками объём извергающейся базальтовой магмы увеличен; формируется океаническая кора, толщина которой в несколько раз больше нормальной (до 40 км), а геохимические особенности вулканитов свидетельствуют о примеси вещества мантийных плюмов. Так, в результате активности Исландских горячих точек под зоной спрединга на Срединно-Атлантичном хребте образовалось Гренландско-Фарерское подводное плато (пересекает океан) с утолщённой корой. Подобные протяжённые участки океанической коры повышенной мощности, возвышающиеся над дном, также относят к асейсмичным хребтам. При смещении оси спрединга относительно горячих точек или в результате прекращения деятельности горячих точек разрастание таких асейсмичных хребтов прекращается и они вместе с литосферными плитами отодвигаются в разные стороны от спредингового хребта (например, хребты Риу-Гранди и Китовый в Южной Атлантике, сформировавшиеся в связи с активностью в прошлом горячих точек Тристан-да-Кунья).

Горячие  точки не обладают абсолютной неподвижностью, как постулировалось прежде. Например, около 80 миллионов лет назад Гавайская горячая точка находилась на 1500 км севернее современного положения, затем перемещалась на юг со скоростью 3-5 см в год; около 45 миллионов лет назад перемещение горячих точек замедлилось, что зафиксировано поворотом в Гавайско-Императорской цепи вулканов. Установлено, что вся тихоокеанская группа горячих точек смещалась относительно индийско-атлантической, положение которой (по отношению к оси вращения Земли) оставалось почти неизменным. Кроме того, менялось и взаиморасположение горячих точек в пределах отдельных групп. Относительная неподвижность горячих точек даёт возможность рассчитывать (с учётом смещения горячих точек) скорости и направления перемещения, расположенных над ними литосферных плит.

Деятельность горячих точек изменяет рельеф земной поверхности: на континентах возникают базальтовые плато, вулканические постройки, в океанах - подводные вулканы, вулканы-острова, подводно-надводные вулканические цепи. Результатом активности горячих точек являются такие структурные элементы земной коры, как внутриплитные вулканические асейсмичные поднятия и хребты, осложняющие строение абиссальных равнин океанов. Геодинамические обстановки горячих точек прошлого и сформированные ими комплексы вулканических пород реконструируют в складчатых поясах, изучая их геохимические особенности.

Лит.: Wilson J. Т. А possible origin of the Hawaiian islands // Canad. Journal of Physics. 1963. Vol. 41. Р. 863-870; Grough S. Т. Hotspot swells // Annual Review of Earth and Planetary Sciensces. 1983. Vol. 11; Duncan R. А., Richards М. А. Hotspots, mantle plumes, flood basalts and true polar wander // Reviews of Geophysics. 1991. Vol. 29. Р. 31-50; Зоненииайн Л. П., Кузьмин М. И. Палеогеодинамика. М., 1992.