Плюм-тектоніка є відносно новою теорією в геофізики, яка вивчає рух внутрімантійних плюмов під тектонічними плитами на глибині до 2900 км в землі. Японські геофізики Fukao Yoshio і Maruyama Shigenori, не маючи можливості пояснити багато явищ, висунули гіпотезу про тектоніці плюмов. Однак все це не тема для дебатів, тому що головне питання полягає в тому, чи існують взагалі плюмами.
Плюм - від тектоніки плит до плато тектоніку.
Чи є тектоніка плит явищем сучасним, або цей механізм працював і раніше? Чи можна поширювати цю концепцію на архей?
Загальні маркери тектоніки плит:
(1) офиолитового комплекси як фрагменти обдукцірованного океанічного дна або найімовірніше басейн back-arc або молодий forearc. зворотного дуги або молодий forearc.
(2) Blueshists (з Na-амфіболового глаукофаном) характерні для високого тиску і низькотемпературної обводненной навколишнього середовища, яка можлива тільки в зоні субдукції.
(3) Острівні дуги над зоною субдукції.
Так для більшості інтервалу геологічного часу (4.0 Ga до 0.6 Ga) распознаваемость маркерів тектоніки плит слабка, так що встають побічні питання як про збереження свідчень тектоніки плит, так і про Роллі самої тектоніки плит в більш ранніх стадіях. Так що деякі дослідники припускають, що тектоніка гарячих точок (плюм-тектоніка) була більш важливим джерелом зміни лиця Землі, ніж тектоніка плит в ранні епохи.
Ці мало-плотностние плюмами, народжені в надрах мантії, можуть піднятися вгору через інший матеріал так само, як діапіри, що створюють соляні куполи. Моделювання в лабораторії Ramberg показало, що такі плюмами матимуть ряд форм, але форма гриба оцінюється як найбільш ймовірна. У Плюм низька щільність викликана додаткової високою температурою в мантії. Підйом до поверхні мантії струменя в кінці кінців перетворює цю форму в гриб, так як це все визначає навколишній матеріал.
Дуже важлива особливість плюму, що вони мають прикордонне термо-механічне походження, наприклад на кордоні ядро-нижня мантія (2900 км.) Або на рівні фазового різниці (700 км. Глибини).
Це все відбувається на кордонах, де існують або композиційні відмінності (мантія основного складу) або відмінності в стадії (неоднорідність на глибині 700км.), Що дозволяє більш щільному і більш гарячого матеріалу існувати нижче легшою прохолодною субстанції, так щоб будь-яка нестабільність в циркуляції потоків через кордон може породити гарячий плюм. При ініціюванні такі плюмами можуть на кілька сотень градусів більш гарячими ніж навколишня мантія. Вони піднімаються з додатково високою температурою, знижуючи в'язкість навколишнього мантії, так що виникає голова гриба і вона поступово збільшується в розмірі і охолоджується, коли як хвіст плюму залишається більш вузьким і гарячим і безперервно піднімається до голови. Проекція Голава плюму на поверхні землі (гаряча точка) може досягти діаметра 500 - 1000 км.
Гігантські провінції вивержених порід
Що станеться, якщо плюмами після свого вертикального підйому в кінці кінців досягають поверхні? Чи можуть вони прорватися на поверхню, або зависнуть в товщині механічних кордонів (mechanical boundary layer -MBL), або зависнуть в літосфері. MBL тонкий в океанських хребтах, так що плюмами можуть легко прорватися на поверхню і енергія, перетворена в енеогію великого розплавлення призведе до формування океанського плато. Зверніть увагу на те, що хребет і плюм - гаряча точка (hostspot) не можуть залишитися разом довгий час, тому що океанічні хребти завжди рухаються, а гарячі точки залишаються на місці. Так що в кінцевому рахунку все плато повинні закінчитися як ланцюга островів (наприклад Гавайська ланцюг), як як гаряча точка пропалює плиту.
Однак, якщо плюм проходить через товсту літосферу, то він не може легко прорватися і буде розтікатися нижче літосфери.
Це може викликати велике розплавлення літосфери і взаємодія між плюмом і літосферою. Якщо це триває досить довго, то магми можуть бути вилитися як континентальні виливи базальтів (приклади: Декан-Індія, Karoo - Ю. Африка; Ferrar - Антарктида і т.д.). Більшість цих гігантських областей вивержених порід виливає величезну кількість базальту в досить короткий за геологічними масштабами час (приблизно 1 або 2 Му), так що це можуть бути тільки вельми енергійні плюмами. Літосфера здиблюється куполом, оскільки голова плюму охоплює область діаметром більш ніж 1000 км, і потім, коли плюм розтоплює літосферу, магми вуходят на поверхню.
В інших випадках плюм може знайти слабку зону, щоб прорватися через неї. Хорошим прикладом цього може служити Британська Третинна Вулканічна Провінція (British Tertiary Volcanic Province), область, що виникла 60Ma тому, коли виник ісландський плюм, але припинила своє існування через кілька мільйонів років. В цьому випадку "слабка ланка" пройшло Ісландії, через північно-західну Шотландію до містечка СЗ Шотландія, до Lundy в Брістольському затоці. Плюм в цьому випадку прорвався через слабку зону.
Зверніть увагу, що Британська Третинна Область British Tertiary Province характеризується особливим складом високо-магнієвої магми (22% MgO). Така велика кількість магнію зазвичай означає високу ступінь розплавлення мантії, що вимагає великої кількості теплової енергії, яка тільки й може бути досягнута швидким припливом енергії плюму з глибини. Ці високотемпературні магми мають додаткову теплову енергію, яка може викликати танення порід верхньої і нижньої кори і літосфери. Напевно тому тут так багато гранітної магми (наприклад Red Hills, Skye; Northern Granite, Arran), що з'явилися в межах 1-2 Му з високотемпературних мафічних магми.
Не всі гарячі точки мають високо-температурні збагачені магнієм магми. Деякі з них мають дуже різноманітний склад елементів (наприклад лави Ісландії або лави осторвов Гаваї). Це відбувається тому, що глибинно-плюм не завжди піднімаються безпосередньо до поверхні в системі гірського хребта. Якщо ці потоки схоплюються низхідній осередком конвекції у верхній мантії, то вони можуть вийти боком із серединним матеріалом, занесеним з глибин неоднорідності в 700км. (Шар Ringwood "megalith") і великої частини енергії плюму може бути використана в мобілізації цього матеріалу, який було піднято до поверхні менше енергійний плюмом під островами океану, а не під океанічним плато.