夏威夷海床下發現巨型熱巖區寬度1300公里

傳統觀點認為，夏威夷的火山島由一個直通地球炙熱核心的熱巖地幔柱形成，這個熱巖地幔柱現仍在給火山島“供料”。對于這一傳統觀點，一項新的研究發現提出挑戰。美國科學家表示，他們發現堅實證據，證明夏威夷海床下方存在一個巨大的熱巖區，但它并不是從地核延伸到地表的地幔柱。這個巨大的熱巖區距離最近的夏威夷島嶼數百公里。

直到現在，研究人員仍表示有關這一地區的理想地震數據非常缺乏，因此很難對這一傳統解釋提出質疑。傳統觀點認為來自地核周圍的熱巖流形成太平洋的這個3100英里（約合5000公里）長的島鏈和海底山脈。

根據傳統觀點，隨著地殼在地幔柱上方滑動——就好像在傳送帶上——海床噴出熔巖，在數千萬年的歲月變遷中，冷卻的熔巖層形成山脈和島嶼。地質學家表示，經過對20年的地震數據進行分析，他們在夏威夷地區發現一個800英里（約合1300公里）寬的熱巖區，這個熱巖區就位于大島下方。大島是夏威夷島鏈中最年輕的島嶼，傳統觀點認為它坐落于地幔柱上方。

麻省理工學院地質學家、研究論文合著者羅伯特·范·德爾·希斯特表示：“雖然新證據向巨型地幔柱理論提出質疑，但我們尚不能排除大島下方存在一個狹小地幔柱的可能性。這個地幔柱的主要源頭位于另一個地方，并非在下方直接連接。”此項研究由范·德爾·希斯特與同事曹琴（Qin Cao，音譯）領導，研究論文刊登在《科學》雜志網絡版上。

火山在地幔（地球厚度最大的巖層）與熔化外核交匯處形成。外核位于地下大約1800英里（約合2900公里）處。外核加熱地幔底部巖石，使其變成具有浮力的灰泥，灰泥涌向地殼上方，好似處在熔巖燈中。在地殼內部幾公里處，巖石失壓熔化，經常以灰泥的形式噴出地表。

地震X線斷層攝影術利用地震波穿行時發出的聲音和回聲探測地幔柱或者熱區，但有關夏威夷的這種數據非常有限。范·德爾·希斯特說：“對夏威夷下方的地幔進行測繪難度極大，因為這一地區距離大型地震傳感器網路太遠。”能夠證明大島下方存在地幔柱的數據非常有限，這些數據立基于非常有限的地震波取樣。相比之下，新研究對20年的地震數據進行了分析，最終發現了微妙而清晰的信號。

這些信號指向地下大約410英里（約合660公里）的巨大不規則區域：一個盤狀巖石區，溫度比周圍地區高出300至400攝氏度，距離大島西部370英里（約合600公里）至1000英里（約合1600公里）之間。研究小組認為這個地幔柱在上地幔和下地幔交界處匯集，而后蜿蜒伸向群島下方的地殼，最后涌出供給夏威夷火山島。范·德爾·希斯特指出，需要獲得更多證據才能確定何種因素形成夏威夷島鏈，但這項研究至少證明“我們的星球喪失熱量的方式要比我們此前認為的更為復雜”。此外，這也有助于解釋其他太平洋海山如何形成。

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