amikor egy forró kőzet emelkedik a Föld köpenyén, hogy átszúrja a fedő kéreget, nemcsak vulkáni óceáni szigetet hozhat létre, hanem az óceán fenekén is több száz-ezer kilométer hosszú. Idővel a szigetet a mögöttes tektonikus lemez viszi el, a toll pedig egy másik szigetet bukkan fel a helyén., Több millió év alatt, ez a geológiai hotspot képes egy lánc záró szigetek, amelyen az élet virágozhat átmenetileg, mielőtt a szigetek elsüllyednek, egyenként, vissza a tengerbe.

A föld tele van több tucat hotspotok, beleértve azokat, amelyek előállították a sziget láncok Hawaii és a Galapagos. Míg a vulkáni szigetek képződésének folyamata láncról láncra hasonlít, az az idő, amelyet bármely sziget a tengerszint felett tölt, nagymértékben változhat, a Galapagos-szigetek esetében néhány millió évtől a Kanári-szigetek számára több mint 20 millióig., Egy sziget kora meghatározhatja az ott kialakuló élet-és tájképeket. A sziget élettartamát meghatározó mechanizmusok azonban nagyrészt ismeretlenek.

most az MIT tudósainak van egy ötlete a vulkáni sziget korát meghatározó folyamatokról. A Science Advances című folyóiratban megjelent tanulmányban 14 fő vulkáni szigetlánc elemzéséről számolnak be szerte a világon. Megállapították, hogy egy sziget kora két fő geológiai tényezőhöz kapcsolódik: a mögöttes lemez sebességéhez és a hotspot plume által generált duzzadás méretéhez.,

például, ha egy sziget egy gyorsan mozgó tányéron fekszik, akkor valószínűleg rövid élettartama van, kivéve, ha Hawaii-hoz hasonlóan egy nagyon nagy toll is létrehozta. A Hawaii-szigeteket előidéző toll az egyik legnagyobb a földön, és míg a csendes-óceáni lemez, amelyen Hawaii ül, viszonylag gyors a többi óceáni lemezhez képest, jelentős időbe telik, amíg a lemez átcsúszik a plume kiterjedt duzzadásán.,

a kutatók azt találták, hogy ez a tektonikus sebesség és a tollméret közötti kölcsönhatás megmagyarázza, hogy a Hawaii-szigetek miért maradnak fenn a tengerszint felett millió évvel hosszabb ideig, mint a legrégebbi Galapagos-szigetek, amelyek szintén hasonló sebességgel, de sokkal kisebb tollal utaznak. Összehasonlításképpen, a Kanári-szigetek, a világ legrégebbi szigetláncai között, a lassan mozgó Atlanti tányéron ül, viszonylag nagy toll felett.,

“ezek a szigetláncok dinamikusak, szigetszerű laboratóriumok, amelyekre a biológusok már régóta összpontosítottak” – mondja Kimberly Huppert, a tanulmány vezető szerzője. “De az egyes láncokon végzett tanulmányok mellett nincs sok munka, amely összekapcsolta őket a szilárd föld folyamataival, kilométerekkel a felszín alatt.,”

“el lehet képzelni, hogy ezek az organizmusok egyfajta, szigetekből álló futópadon élnek, mint a lépcsőfok, és fejlődnek, eltérnek egymástól, új szigetekre vándorolnak, és a régi szigetek megfulladnak” – tette hozzá Taylor Perron, az MIT Földtudományi, légköri és Bolygótudományi Tanszékének munkatársa. Kim megmutatta, hogy van egy geofizikai mechanizmus, amely szabályozza, hogy milyen gyorsan mozog ez a futópad, és mennyi ideig tartanak a szigetláncok, mielőtt leesnek a végéről.,”

Huppert és Perron társszerzője volt a tanulmánynak Leigh Royden, a föld, a légkör és a bolygótudományok professzora az MIT-n.

az új tanulmány Huppert MIT-értekezésének része, amelyben elsősorban a vulkáni szigetláncok, különösen a Hawaii-szigetek tájképeinek alakulását vizsgálta. A szigeterózióhoz hozzájáruló folyamatok tanulmányozása során vitát váltott ki az irodalomban azokról a folyamatokról, amelyek miatt a tengerfenék megduzzad a hotspot-szigetek körül.,

“az ötlet az volt, hogy ha a lemez aljának egy részét melegítjük, akkor nagyon gyorsan fel lehet emelni, csak hőemelkedéssel, alapvetően úgy, mint egy fúvóka a lemez alatt” – mondja Royden.

Ha ez az elképzelés helyes, akkor ugyanígy a fűtött lemez hűtése miatt a tengerfenék leesik, és a szigetek végül visszaesnek az óceánba. De a világ minden tájáról származó hotspot láncokban megfulladt szigetek korának tanulmányozása során Huppert megállapította, hogy a szigetek gyorsabban fulladnak meg, mint bármely természetes hűtési mechanizmus megmagyarázná.,

“tehát ennek a felemelkedésnek és süllyedésnek a nagy része nem fűtésből és hűtésből származhatott” – mondja Royden. “Valami másnak kellett lennie.”

Huppert megfigyelése ihlette a csoport összehasonlítani jelentős vulkáni sziget, láncok, abban a reményben, azonosítása a mechanizmusok a sziget növelést, illetve süllyedő — amely valószínűleg azonos a folyamatok, amelyek meghatározott egy sziget élettartam, vagy az idő a tengerszint felett.

Evolution, on a futópad

elemzésükben a kutatók 14 vulkanikus szigetláncot vizsgáltak szerte a világon, köztük a Hawaii, a Galapagos és a Kanári-szigeteket., Minden szigetlánc esetében megfigyelték, hogy a mögöttes tektonikus lemez milyen irányban mozog, és megmérték a lemez átlagos sebességét a hotspothoz viszonyítva. Ezután az egyes szigetláncok irányában megmérték a duzzadás kezdete és vége közötti távolságot, vagy a kéreg felemelkedését, amelyet a mögöttes toll hozott létre., Minden szigetlánc esetében, a duzzadási távolságot lemezsebességgel osztották meg, hogy olyan számot érjenek el, amely azt az átlagos időt képviseli, amelyet a vulkáni szigetnek a plume duzzadásának tetején kell töltenie — amelynek meg kell határoznia, hogy egy sziget mennyi ideig marad a tengerszint felett, mielőtt az óceánba süllyedne.

amikor a kutatók összehasonlították számításaikat az egyes szigetek tényleges életkorával mind a 14 láncban, beleértve azokat a szigeteket is, amelyek már régen elsüllyedtek a tengerszint alatt, erős összefüggést találtak a duzzadás tetején töltött idő és a szigetek tengerszint felett maradásának tipikus ideje között., Egy vulkanikus sziget élettartama, arra a következtetésre jutottak, a mögöttes lemez sebességének és a toll méretének kombinációjától függ, vagy megduzzad, amit létrehoz.

Huppert szerint a sziget korát meghatározó folyamatok segíthetnek a tudósoknak abban, hogy jobban megértsék a biológiai sokféleséget, és hogy az élet hogyan különbözik az egyik szigetlánctól a másikig.

“Ha egy sziget hosszú időt tölt a tengerszint felett, ez hosszú időt biztosít a speciáció lejátszására” – mondja Huppert., “De ha van egy szigetlánc, ahol vannak olyan szigetek, amelyek gyorsabban fulladnak meg, akkor ez befolyásolja az állatvilág azon képességét, hogy a szomszédos szigetekre sugározzon, és hogyan laknak ezek a szigetek.”

a kutatók azt állítják, hogy bizonyos értelemben megvan a tektonikus sebesség és a tollméret kölcsönhatása, hogy megköszönjük az evolúció modern megértését.,

“egy olyan folyamatot nézel a szilárd Földön, amely hozzájárul ahhoz a tényhez, hogy a Galapagos egy nagyon gyorsan mozgó futópad, a szigetek nagyon gyorsan mozognak, nem sokáig erodálódnak, és ez volt az a rendszer, amely arra késztette az embereket, hogy felfedezzék az evolúciót” – jegyzi meg Royden. “Tehát bizonyos értelemben ez a folyamat valóban megteremtette a színpadot az emberek számára, hogy kitalálják, mi volt az evolúció ebben a mikrokozmoszban. Ha nem lett volna ez a folyamat, és a Galapagosiak nem lettek volna ilyen rövid tartózkodási idő alatt, ki tudja, mennyi idő kellett volna ahhoz, hogy az emberek rájöjjenek.,”

ezt a kutatást részben a NASA támogatta.