Artikkel

Hawaii surfet sørover

Pavel Doubrovine
Jorden er full av hemmeligheter. Men Pavel Doubrovine og kollegene finner stadig biter i puslespillet. Foto: Dag Inge Danielsen/UiO Bruk bildet.

Hawaii surfet sørover

Den 6000 km lange vulkanske fjellkjeden mellom Hawaii og russiske Kamtsjatkahalvøya har en mystisk knekk. UiO-forskere slår nå fast at knekken skyldes at flere krefter som har virket sammen, og at Hawaiis varmepunkt flyttet seg.

For å forstå jordens utvikling må man forstå hvordan jordskorpens plater har beveget seg gjennom hundrevis av millioner år.

Siden teorien om platetektonikk ble lansert på 1960-tallet, har geologer, geofysikere og andre diskutert forholdet mellom platene og mantelen og hva som er de viktigste drivkreftene bak mange av formasjonene vi finner på Jorden i dag.

Opphetet debatt

En av formasjonene som vekker undring, og som har vært gjenstand for en opphetet debatt siden 1970-tallet er den undersjøiske, 6000 km lange, vulkanske fjellkjeden mellom Hawaii og Kamtsjatkahalvøya lengst øst i Russland.

vulkan, Hawaii
Stor uenighet blant forskere om årsaken til denne knekken.

Den består av to deler, kjent som Hawaiian og Emperor Range, adskilt med en tydelig 60 graders vinkel eller knekk.

Hva forårsaket denne knekken? 

I den siste utgaven av tidsskriftet Nature Communications har en gruppe forskere fra Universitet i Oslo, GFZ i Potsdam og Utrecht University, ledet av professor Trond H. Torsvik, publisert en artikkel som slår fast at vinkelen er blitt til som et resultat av at flere krefter har virket sammen.

Brå endring  og forflytning sørover

Artikkelen konkluderer med at vinkelens hovedforklaring er en brå endring i bevegelsesretningen til Stillehavsplaten.

Samtidig har varmepunktet som i dag er kilden til den aktive vulkanen på Hawaii, flyttet seg sørover gjennom millioner av år og dermed påvirket den undersjøiske fjellkjedens utstrekning.

Det er dette varmepunktet som har dannet de undersjøiske Hawaii-Emperor fjellformasjonene fra 80 millioner år tilbake og fram til i dag.

Søylestrømmer fra mantelen

Mange øygrupper er dannet av søylestrømmer som skyter opp fra jordens mantel. Slike søylestrømmer (mantle plumes) blir i liten grad påvirket av endringer i de tektoniske platene i jordskorpen.

vulkan, Hawaii, Kilauea
Varmepunktet som i dager kilden til den aktive vulkanen på Hawaii har flyttet seg.

Derfor finner man lange, lineære kjeder med vulkanske fjell som blir eldre og eldre jo lengre man fjerner seg fra dagens aktive vulkan.

I kjeden som er dannet av Hawaii-varmepunktet, utgjør øygruppen Hawaii de nyeste fjellene, mens de eldste, 6000 km mot nordvest, ble dannet for 80 millioner år siden.

Enestående vinkel på 60 grader

Kjedens vinkel på 60 grader er enestående. Den er avbildet i enhver lærebok om geologi og platetektonikk, og den er datert til 47 millioner år tilbake. 

At vinkelen ble til som resultat av en endring i forskyvningen av Stillehavsplaten er egentlig ikke nytt. Denne forklaringen ble lansert av Jason Morgan allerede på 1970-tallet.

– Jason Morgan var den første som brukte varmepunkter som referanseramme for globale platebevegelser. I hans modell er søylestrømmer, som kommer til jordoverflaten i form av varmepunkter, beskrevet som faste punkter i forhold til mantelen. Og Hawaii-Emperor vinkelen ble forklart som kun et resultat av endring i retningen på Stillehavsplatens bevegelse, forklarer Trond H. Torsvik, professor ved CEED Senter for Jordens utvikling og dynamikk, UiO (Centre for Earth Evolution and Dynamics).

Hawaiis varmepunkt flyttet på seg

På 1980-tallet ble det lansert en ny teori, som hevder at Hawaii-varmepunktet flyttet seg sørover, og at denne bevegelsen har vært den viktigste årsaken til dannelsen av vinkelen. De to siste tiårene har det vært en til dels opphetet debatt i fagmiljøene om nettopp dette.

Er du interessert i forskningsnyheter om realfag og teknologi? Abonner på vårt ukentlige nyhetsbrev(link is external) eller følg oss på Facebook.

Hotspot eller «varmepunkt»

  • Et varmepunkt (hotspot) er et vulkansk kjerneområde med diameter 100–200 km som har holdt seg aktivt gjennom minst et titall millioner år.
  • Virkningen i overflaten skyldes søyleformede oppstigende varme masser fra dype nivåer i mantelen.
  • I mange tilfeller ligger årsaken til varmepunktet i dypet under litosfæren, slik at det på jordskorpens overflate tegnes et spor av vulkaner når litosfæren beveger seg over varmeflekken.

Pavel Doubrovine har arbeidet som forsker ved  CEED de siste syv årene. Han har blant annet studert hvordan geodynamiske krefter påvirket platebevegelsene gjennom millioner av år. Han er en av forfatterne av den nylig publiserte artikkelen i Nature.

– Våre funn er et godt eksempel på hvordan enkle simuleringer av bevegelser i plater og varmepunkter kan brukes til å utforske hvilke geodynamiske scenarier som er de mest sannsynlige. Konklusjonen vår er at 60-graders vinkelen i hovedsak skyldes endring i Stillehavsplatens bevegelsesretning. Samtidig har vi funnet at Hawaii-Emperor kjeden ville ha sett helt annerledes – og vært mye kortere – hvis det ikke hadde vært for at også Hawaii-varmepunktet flyttet seg sørover, forteller Pavel Doubrovine.

vulkan, Hawaii, Kilauea
Vulkanen Kilauea på Hawaii. Foto: Colourbox

Dette er ikke første gang Torsvik og Doubrovine med flere har publisert en artikkel om fenomenet. Forrige gang var i Journal of Geophysical Research I 2012

– Vi trodde den gang at vi hadde forklart årsakssammenhengene godt nok. Men vi opplevde at diskusjonene fortsatte. Derfor mente vi at det var behov for en ny artikkel, som enda tydeligere og klarere viser at det er et samspill av geodynamiske krefter som har virket sammen, sier Doubrovine.

Å forstå jordkloden

Han har forundret seg over at forskere verden over ikke har kunnet bli enige om at det finnes mer enn én enkeltstående forklaring på et komplisert og sammensatt spørsmål.

– Jorden er som en maskin, med konstant varmeutvikling og en rekke deler som er i bevegelse og påvirker hverandre. For å få innsikt i hvordan hele jordkloden fungerer, er vi helt nødt til å forstå hvorfor og hvordan de tektoniske platene beveger seg, og ikke minst hvordan platene og mantelen påvirker hverandre. Derfor er det så fascinerende å jobbe med dette, sier Doubrovine.

Platebevegelse

  • Bevegelsen av jordens tektoniske plater bestemmer fordelingen av kontinenter og hav. Kollisjoner langs plategrenser danner fjell og vulkaner og forårsaker jordskjelv, mens ekstensjon danner rifter og riftmarginer.
  • Jorden er enestående i solsystemet på grunn av bevegelsen til de tektoniske platene. Jorden består av ca. 15 store tektoniske plater, hvorav Stillehavsplaten er blant de største.
  • Ved Hawaii beveger den seg nå med en hastighet på ca 7 cm per år.

– De fleste mener at platenes bevegelse har avgjørende betydning for den ytre mantelen. Samtidig er det mekanismer i den ytre mantelen som påvirker platebevegelsene. Dermed har vi i fagmiljøet fått en høna-og-egget-diskusjon.

Men hva var det som gjorde at Stillehavsplaten skiftet retning for omkring 47 millioner år siden, og altså forårsaket Hawaii-Emperor vinkelen?

– Vi arbeider med en teori om nettopp dette. Vi mener forklaringen har å gjøre med samspill av geodynamiske prosesser på grensene mellom platene.

Mer på Titan.uio.no:

Kontakt:

Forsker Pavel Doubrovine ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED)

Professor Trond H. Torsvik ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk

Kategori: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Løvenes konge-pastisj

Kampen om dyretronen

En sibirsteinbukk-hunn vil bare følge den hannen som har vunnet i kamp mot de andre, hos flekkhyenen er det hannene som vier livet sitt til å følge hunnene. Sosialt hierarki i dyreriket er like varierende som dyrene selv.

Hus begravd i slam etter Lusi-utbruddet

Kilden til verdens største slamutbrudd er funnet

I 2006 ble det utløst flere slamutbrudd fra vulkaner nordøst på den svært folkerike øya Java.  Det mest aktive utbruddet - Lusi - er fortsatt aktivt, og forskerne ser det nå i samenheng med et nærliggende vulkansystem.

Professor Norbert Roos med et av IBVs kryoelektronmikroskoper

Mange ristet på hodet, men resultatet ble en nobelpris

Kjemikeren Jacques Dubochets første forsøk på å lage et kryoelektronmikroskop endte med at linsene i mikroskopet ble brukt til verdens dyreste askebegre. De neste forsøkene gikk bedre, og nå er innsatsen belønnet med en nobelpris.