Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Hawaiian hot spot has deep roots

04.12.2009
Hawaii may be paradise for vacationers, but for geologists it has long been a puzzle. Plate tectonic theory readily explains the existence of volcanoes at boundaries where plates split apart or collide, but mid-plate volcanoes such as those that built the Hawaiian island chain have been harder to fit into the theory.

Anzeige

A classic explanation, proposed nearly 40 years ago, has been that magma is supplied to the volcanoes from upwellings of hot rock, called mantle "plumes," that originate deep in the Earth's mantle. Evidence for these deep structures has been sketchy, however. Now, a sophisticated array of seismometers deployed on the sea floor around Hawaii has provided the first high-resolution seismic images of a mantle plume extending to depths of at least 1,500 kilometers (932 miles).


This unprecedented glimpse of the roots of the Hawaiian "hot spot" is the product of an ambitious project known as PLUME, for Plume-Lithosphere Undersea Melt Experiment, which collected and analyzed two years of data from sea floor and land-based seismometers.

"One of the reasons it has taken so long to create these kinds of images is because many of the major hot spots are located in the middle of the oceans, where it has been difficult to put seismic instruments," says study co-author Sean Solomon, director of the Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism. "The Hawaiian region is also distant from most of the earthquake zones that are the sources of the seismic waves that are used to create the images. Hawaii has been the archetype of a volcanic hotspot, and yet the deep structure of Hawaii has remained poorly resolved. For this study we were able to take advantage of a new generation of long-lived broad band seismic instruments that could be set out on the seafloor for periods of a year at a time."

The PLUME seismic images show a seismic anomaly beneath the island of Hawaii, the chain's largest and most volcanically active island. Critics of the plume model have argued that the magma in hot spot volcanoes comes from relatively shallow depths in the upper mantle (less than 660 kilometers), not deep plumes, but the anomaly observed by the PLUME researchers extends to at least 1,500 kilometers. Rock within the anomaly is also calculated to be significantly hotter than its surroundings, as predicted by the plume model.

"This has really been an eye-opener," says Solomon. "It shows us that the anomalies do extend well into the lower mantle of the Earth."

Erik Hauri, also of Carnegie's Department of Terrestrial Magnetism, led the geochemical component of the research. "We had suspected from geochemistry that the center of the plume would be beneath the main island, and that turns out to be about where the hot spot is centered," he says. "We also predicted that its width would be comparable to the size of island of Hawaii and that also turned out to be true. But those predictions were merely theoretical. Now, for the first time, we can really see the plume conduit."

Has the question of hot spots and mantle plumes been settled at last? "We believe that we have very strong evidence that Hawaii is underlain by a plume that extends at least to 1,500 kilometers depth," says Solomon. "It may well extend deeper, we can't say on the basis of our data, but that is addressable with global datasets, now that our data have been analyzed. So it's a very strong vote in favor of the plume model."

The lead author of the study, published in the December 4, 2009 issue of Science, is Cecily Wolfe, a former Carnegie Fellow at the Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism now at the University of Hawaii at Manoa. Other authors are S.C. Solomon and E.H. Hauri, Carnegie Institution for Science; G. Laske and J.A. Orcutt, Scripps Institution of Oceanography; J. A. Collins and R.S. Detrick, Woods Hole Oceanographic Institution; and D. Bercovici, Yale University. The PLUME project is supported by the National Science Foundation.

The Carnegie Institution (www.CIW.edu) has been a pioneering force in basic scientific research since 1902. It is a private, nonprofit organization with six research departments throughout the U.S. Carnegie scientists are leaders in plant biology, developmental biology, astronomy, materials science, global ecology, and Earth and planetary science.

Sean Solomon | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.ciw.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht NASA's TRMM satellite sees heavy rainfall in Tropical Storm Bud
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center

nachricht NASA sees Tropical Storm Sanvu continue to intensify
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center

Alle Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp