Теория мантийных струй

Тео́рия ма́нтийных струй — дополняющая концепцию тектоники литосферных плит теория, объясняющая внутриплитный и окраинно-плитный магматизм существованием мантийных струй.

История

Новая глобальная тектоника, согласно которой плиты являются абсолютно монолитными, не могла объяснить явления внутриплитного и окраинно-плитного магматизма. В 1963 г. Дж. Вилсоном была выдвинута гипотеза существования мантийных струй плюмов — выходящих на поверхность в «горячих точках», получившая обоснование и развитие в 1972 г. в работе В. Моргана на примере вулканизма Гавайского и Императорского хребтов в Тихом океане. Гавайский хребет, включающий островные вулканы Килауэа, Моуна-Лоа, Моуна-Кеа и др, простирается в северо-западном направлении, где сочленяется с подводным Императорским хребтом. Возраст вулканов, как было установлено, увеличивается в Гавайском хребте вдоль северо-западного направления до среднепалеогенового и продолжает возрастать в Императорском хребте до позднемелового. Теория мантийных струй объясняет это явление движением Тихоокеанской плиты в северо-западном направлении над стационарной мантийной струёй, проходящей сквозь литосферу и инициирующей деятельность новых вулканов.

Согласно теории мантийных струй, с большинством горячих точек связано проявление вулканической деятельности. Очаги мантийных струй находятся в мантии на большой глубине, вплоть от границы ядра, что доказывается практически одинаковым щёлочно-базальтовым составом магмы, не зависящей, таким образом, от строения литосферы и состава земной коры.

Существование мантийных струй, как и существование мантийной конвекции, ныне подтверждено сейсмотомографическими исследованиями и является общепризнанным. Расхождения во взглядах на мантийные струи связаны с оценкой масштаба их влияния на тектонику плит. Эта оценка колеблется от признания теории мантийных струй дополнительной к теории тектоники плит и хорошо согласующейся с ней до точки зрения на деятельность мантийных струй как на главную причину глобальной тектоники в целом.

Невыясненными в теории плюмов являются вопросы, касающиеся: глубины заложения плюмов; их локализации: их стационарности (ныне считается, что при стационарном основании, верхушка плюма способна менять положение, перемещая «горячую точку»; соотношение конвекции, управляющей тектоникой плит, с адвекцией, вызывающей подъём плюмов.

Гипотеза о «суперплюмах»

Рядом учёных выдвинута гипотеза о «суперплюмах» — гигантских мантийных струях, являющихся главной причиной глобальной тектоники и в частности, деструкции суперконтинентов. Считается, что образование плюмов связано с субдукцией: субдуцирующие плиты, погружаясь, инициируют подъём плюмов, использующих материал субдуцирующих плит. Согласно гипотезе, суперконтинент, окружённый со всех сторон зонами субдукции, порождает гигантский плюм, раскалывающий его и разгоняющий литосферные плиты с его частями — континентами. Предполагается также, что такой плюм, зарождаясь в глубинах мантии, по достижении подошвы литосферы расщепляется на множество более мелких плюмов, образующих соответствующее скопление «горячих точек» — «горячее пятно». Так, например, американским геофизиком Ларсоном Океания рассматривается как проявление суперплюма в середине раннего мела.