هات‌اسپات‌های خنک: مطالعه‌ای جدید از دمای پایین «نقاط داغ» زمین خبر می‌دهد

زمین‌شناسان اخیرا در مطالعه‌ای متوجه شدند که «هات‌اسپات»ها یا نقاط گرم زمین که جزیره‌های آتشفشانی مثل هاوایی، گالاپاگوس و ایسلند را شکل دادند، آنقدر هم که به نظر می‌رسیدند داغ نیستند و در واقع خنک‌اند. این نتایج نشان می‌دهد که برخلاف آنچه تصور می‌شد، منشا هات‌اسپات‌ها سنگ و خاک داغی نیست که از نزدیکی هسته زمین به سطح می‌رسند.

آتشفشان‌ها معمولا در نزدیکی مرز صفحه‌های تکتونیکی پیدا می‌شوند که برخورد حرکت صفحه‌ها روی گوشته زمین به وجود می‌آیند. یکی از نمونه‌های این آتشفشان‌ها را می‌توان در «حلقه آتش» حاشیه اقیانوس آرام به خوبی مشاهده کرد.

با این حال، آتشفشان‌ها معمولا در وسط صفحه‌های تکتونیکی نیز ایجاد می‌شوند. زمین‌شناسان احتمال می‌دهند که منشا این نقاط داغ، ستون‌های گوشته‌ای (mantle plumes) باشند. این ستون‌های قارچ-مانند توده‌ای از سنگ داغ هستند که از اعماق گوشته تا نزدیکی پوسته حرکت می‌کنند و یکی از عوامل ائتلاف حرارت زمین به شمار می‌روند.

دمای این هات‌اسپات‌ها قبلا بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ درجه سلسیوس گرمتر از لبه‌های میان اقیانوس تخمین زده می‌شد. از میان این لبه‌ها گدازه به بیرون می‌ریزد و صفحه‌های تکتونیکی را از هم باز می‌کند. زمین‌شناسان احتمال می‌دادند که ماده‌ای گرم باید هات‌اسپات‌ها را گرم کند که از نزدیکی هسته زمین به سطح می‌آمدند. اما اخیرا مشخص شد که هات‌اسپات‌ها در واقع خنک هستند و این با مدل قبلی سازگار نبود.

آن‌ها متوجه شدند که این گرما با امواج لرزه‌ای درون زمین منتقل می‌شود و به هات‌اسپات‌ها می‌رسد. البته باید گفت که این امواج درون سنگ‌های سرد سریعتر منتقل می‌شود. طبق برآوردهای انجام شده، ۴۵ درصد هات‌اسپات‌ها تا ۱۵۵ درجه سانتی‌گراد گرمتر از لبه‌های میان اقیانوس بودند و ۴۰ درصدشان بین ۵۰ تا ۱۳۶ درجه سانتی‌گراد گرمتر بودند و انرژی کافی برای ایجاد آتشفشان‌های فعال را نداشتند. عجیبتر اینکه حدود ۱۵ درصد هات‌اسپات‌ها در واقع سرد هستند و آن‌ها تنها ۳۶ درجه یا کمتر از این لبه‌ها گرمتراند.

محققان برای درک این موضوع، عناصر درون سنگ‌ها را بررسی کردند و فهمیدند که ایزوتوپ رادیواکتیو هلیم یعنی هلیم-۴ بیشتر از ایزوتوپ معمولی یا هلیم-۳ یافت می‌شود. در پوسته زمین به دلیل فروپاشی اورانیوم و سایر عناصر رادیواکتیو، هلیم-۴ بیشتر یافت می‌شود. به همین دلیل، محققان کشف کردند که هات‌اسپات‌های گرمتر درصدی بیشتر هلیم-۳ نسبت به هلیم-۴ دارند.

آن‌ها متوجه شدند که رفتار بیشتر هات‌اسپات‌ها به این شکل است و تعداد بسیار کمی از آن‌ها منجر به ایجاد جزیره‌هایی مثل گالاپاگوس می‌شود. اگر چنین نظریه‌ای درست باشد، ژئودینامیک‌شناسان احتمالا دوران سختی برای توجیه این پدیده خواهند داشت.