Když horký oblak rock stoupá přes Zemského pláště k proražení nadložní kůry, to může vytvořit nejen sopečné oceánu ostrova, ale také bobtnat v oceánu stovky až tisíce kilometrů dlouhé. V průběhu času je ostrov unesen podkladovou tektonickou deskou a oblak vyskočí na jeho místo další ostrov., Během milionů let může tento geologický hotspot produkovat řetězec koncových ostrovů, na kterých může život dočasně vzkvétat, než se ostrovy potopí, jeden po druhém, zpět do moře.

země je zásobována desítkami hotspotů, včetně těch, které produkovaly ostrovní řetězce Havaje a Galapágy. Zatímco proces, při kterém sopečných ostrovů forma je podobná z řetězce do řetězce, čas, který každý ostrov tráví nad mořem se může velmi lišit, od několika milionů let v případě Galapág na více než 20 milionů eur pro Kanárské Ostrovy., Věk ostrova může určit život a krajiny, které se tam vyvíjejí. A přesto mechanismy, které nastavují životnost ostrova, jsou do značné míry neznámé.

nyní vědci na MIT mají představu o procesech, které určují věk sopečného ostrova. V článku publikovaném dnes v Science Advances, uvádějí analýzu 14 hlavních sopečných ostrovních řetězců po celém světě. Zjistili, že věk ostrova souvisí se dvěma hlavními geologickými faktory: rychlostí podkladové desky a velikostí bobtnání generovaného oblakem hotspotu.,

například, pokud ostrov leží na rychle se pohybující desce, je pravděpodobné, že bude mít krátkou životnost, pokud, jak je tomu u Havaje, nebyl také vytvořen velmi velkým oblakem. Vlečky, která vedla k Havajské ostrovy patří mezi největší na Zemi, a zatímco se Pacifická deska, na které leží Havaj je poměrně rychlé ve srovnání s jinými oceánské desky, to trvá značné množství času pro desky klouzat po chochol expanzivní bobtnat.,

vědci zjistili, že tato souhra mezi tektonické rychlost a vlečky velikost vysvětluje, proč Havajské ostrovy přetrvávat nad hladinou moře pro miliónů let déle než nejstarší Galapágy, které také sedět na desky, které cestování v podobné rychlosti, ale v mnohem menší oblak. Pro srovnání, Kanárské Ostrovy, patří mezi nejstarší ostrov řetězců na světě, sedí na pomalu se pohybující Atlantic desku a přes relativně velký chochol.,

“ tyto ostrovní řetězce jsou dynamické, ostrovní laboratoře, na které se biologové již dlouho zaměřují,“ říká bývalá postgraduální studentka MIT Kimberly Huppertová, hlavní autorka studie. „Ale kromě studií o jednotlivých řetězcích není mnoho práce, která by je spojovala s procesy pevné země, kilometry pod povrchem.,“

„můžete Si představit, všechny tyto organismy žijící na jakýsi běžecký pás vyroben z ostrovů, stejně jako odrazový můstek, a vyvíjejí se, rozcházejí, migrace na nové ostrovy, a starý ostrovy jsou utonutí,“ dodává Taylor Perron, spolupracovník vedoucí Katedry MIT Země, Atmosférický a Planetárních Věd. „To, co Kim ukázal, je, že existuje geofyzikální mechanismus, který řídí, jak rychle se tento běžecký pás pohybuje a jak dlouho trvají ostrovní řetězy, než spadnou z konce.,“

Huppert a Perron spoluautor studie s Leigh Royden, profesor země, atmosférických a planetárních věd na MIT.

Potopení lampu

nová studie je součástí Huppert je MIT diplomové práci, ve které vypadala především na vývoj krajiny na sopečné ostrovní řetězce, Havajské ostrovy, zejména. Při studiu procesů, které přispívají k ostrov eroze, ona vykopal diskuse v literatuře, pokud jde o procesy, které způsobují mořském dně, se zvětšit kolem hotspot ostrovy., „myšlenka byla, že když zahřejete část dna desky, můžete to udělat opravdu rychle jen tepelným zdvihem, v podstatě jako foukač pod deskou,“ říká Royden.

Pokud je tato myšlenka správná, pak by chlazení vyhřívané desky mělo způsobit, že mořské dno ustoupí a ostrovy se nakonec potopí zpět do oceánu. Ale při studiu věku se utopil ostrovy v hotspot řetězců po celém světě, Huppert zjistil, že ostrovy utopit rychleji než jakékoliv přirozené chlazení mechanismus by mohl vysvětlit.,“takže většina toho povznesení a potopení nemohla být z topení a chlazení,“ říká Royden. „Muselo to být něco jiného.“

Huppert pozorování inspiroval skupiny porovnat hlavní sopečné ostrovní řetězce v naději, že identifikace mechanismů island, pozvednutí a potopení — což je pravděpodobné, že stejné procesy, které se nachází ostrov životnost, nebo čas nad mořem.

evoluce, na běžícím pásu

ve své analýze se vědci podívali na 14 sopečných ostrovních řetězců po celém světě, včetně Havajských, Galapágů a Kanárských ostrovů., U každého ostrovního řetězce zaznamenali směr, ve kterém se pohybovala podkladová tektonická deska, a měřili průměrnou rychlost desky vzhledem k hotspotu. Oni pak měří, ve směru každého řetězu ostrova, vzdálenost mezi začátkem a koncem bobtnat, nebo povznesení v kůře, vytvořil základní oblak., Pro každý ostrov řetězce, jsou rozděleny zvětší vzdálenost od desky rychlost, aby se dospělo na číslo představující průměrnou dobu sopečný ostrov by měl strávit na vrcholu chochol bobtnat, které by měly určit, jak dlouho ostrov zůstává nad hladinou moře, než potopení do oceánu.

Když vědci porovnali jejich výpočtů se skutečným věkové kategorie každého ostrova v každé ze 14 řetězy, včetně ostrovů, které už dávno potopena pod hladinou moře, našli silné korelace mezi čas strávený na vrcholu bobtnat a typické množství času, který ostrovy zůstávají nad hladinou moře., Životnost sopečného ostrova podle nich závisí na kombinaci rychlosti podkladové desky a velikosti oblaku, nebo bobtnání, které vytváří.

Huppert říká, že procesy, které nastavují věk ostrova, mohou vědcům pomoci lépe porozumět biologické rozmanitosti a tomu, jak život vypadá odlišně od jednoho ostrovního řetězce k druhému.

„Pokud ostrově tráví dlouhou dobu nad mořem, která poskytuje dlouhou dobu pro speciační hrát ven,“ Huppert říká., „Ale pokud máte ostrovní řetězec, kde máte ostrovy, které se utopí rychleji, pak to ovlivní schopnost fauny vyzařovat na sousední ostrovy a jak jsou tyto ostrovy osídleny.“

vědci předpokládají, že v jistém smyslu máme souhru tektonické rychlosti a velikosti oblaku, abychom poděkovali za naše moderní chápání evoluce.,

„vy Jste se díval na proces v Zemi pouze z tuhé hmoty, která přispívá k tomu, že Galapágy je velmi rychle se pohybující pás, s ostrovy pohybující se velmi rychle, ne dlouho, aby erodovat, a to byl systém, který vede lidi k objevování evoluce,“ Royden poznámky. „Takže v jistém smyslu tento proces skutečně připravil půdu pro lidi, aby zjistili, o čem evoluce byla, tím, že to dělá v tomto mikrokosmu. Kdyby tam nebyl tento proces, a Galapágy nebyl na to krátká doba, kdo ví, jak dlouho by to trvalo pro lidi, na to přijít.,“

tento výzkum byl částečně podporován NASA.