1月6日发表在《科学》杂志上的一篇报道表明，南大西洋的阿森松岛等火山热点可能有一个令人惊讶的起源。
长期以来，科学家们一直认为这些岛屿是由地幔深处涌出的热羽流驱动的。然而，当研究人员将世界各地火山热点和洋中脊的温度进行比较时，他们发现许多所谓的“热点”实际上相当“冷”。
加州大学洛杉矶分校的地球物理学家、该研究的合著者卡罗琳娜·利斯戈-贝尔特罗尼（Carolina Lithgow-Bertelloni）表示，这些地点的条件可能不够热，不足以让热羽流从地幔深处涌出。她和她的团队得出结论，了解这些神秘的热点是如何形成的，可能为我们揭示地球表面以下较浅地质过程提供重要线索。
世界上大部分火山活动发生在构造板块的边界，那里发现了被称为洋中脊的海底山脉。利斯戈-贝尔特罗尼说：“在这些洋中脊，我们生活的地壳下方的物质会上涌、融化并形成火山活动，结果是板块分离，形成新的洋壳。”“这是[地球]内部大规模运动的表现。”
[相关：火山喷发极难预测。原因如下。]
然而，在极少数情况下，火山是由不同的过程形成的，可能会出现在远离洋中脊的地方。第二类包括夏威夷和加拉帕戈斯火山岛。最广泛接受的解释是，在这些热点，过热的羽流从很深的深度上升，甚至可能来自地幔岩石圈与地核的边界。这些羽流融化周围的岩石形成岩浆，最终从地表喷发。随着覆盖在羽流之上的构造板块移动，随着时间的推移会形成一连串的火山。
科学家们发现，在这些地点冷却形成的玄武岩性质与在洋中脊形成的玄武岩有所不同。利斯戈-贝尔特罗尼说：“如果它们确实来自地幔深处涌出的热物质，那么它们将为我们提供一个了解地幔内部化学成分的窗口，而我们别无他法可以接触到它，同时也了解地球化学演化。”
她说，洋中脊的温度应该代表地幔内的典型温度。她说，为了上涌，一个羽流必须比周围的岩石高出 100 到 150 摄氏度（212 到 302 华氏度）。利斯戈-贝尔特罗尼说：“它们必须更热才能穿过整个地幔，因此比洋中脊更热。”
研究人员估计，热点玄武岩的熔化温度比洋中脊高约 100 至 300 摄氏度（212 至 572 华氏度）。然而，利斯戈-贝尔特罗尼说，特定热点的估计值常常不一致，而且只反映了地幔上部的温度，远高于羽流的起源深度。
她说，确定洋中脊和火山热点下方 600 公里（373 英里）处温度的关键在于地震。每当发生地震时，它都会以地震波的形式释放出巨大的能量。这些波传播的速度以及到达地震仪的时间，取决于周围岩石的成分、深度和温度。
研究人员使用了一个基于全球地震测量数据的模型，来推断所有 46 个已知海洋热点的温度。该团队还计算出，洋中脊的平均温度约为 1,388 摄氏度（2,530 华氏度）。
利斯戈-贝尔特罗尼说：“我们发现最令人惊讶和震惊的是，大多数热点实际上并没有那么热。”
她和她的同事确定了三个不同的热点集群。当他们专注于 26 个有详细记录的热点时，研究人员发现其中 12 个确实很热，温度比洋中脊高 155 摄氏度或更高。然而，10 个热点仅算“温热”，温度比洋中脊高 50 至 136 摄氏度（122 至 277 华氏度）。另外四个则相当“寒冷”，温度与洋中脊相似或更低。
最“火热”的热点集群包括冰岛、萨摩亚、加拉帕戈斯和夏威夷的火山。百慕大和加那利群岛发现了温热点，而喀麦隆、阿森松岛以及北大西洋的伟大的流星（或新英格兰）热点则发现了寒冷热点。
利斯戈-贝尔特罗尼说：“我们仍然有‘热’的热点，那些热点反映了来自古老区域的深部物质，但它们的数量不多。”“其余的则不同，这意味着我们进入了新的领域。”
一种解释是，寒冷和温和的热点可能起源于地幔相对较浅的深度。“我们也提出，也许这些（深部）羽流一开始是热的，然后它们被困在寒冷的物质中，”利斯戈-贝尔特罗尼说。“这并没有完全阻止它们；它们仍然能够上升，但它们会冷却并上升得更慢。”
研究人员开发的温度估计值存在一个不确定性来源，即地震以及记录其活动的地震仪在全球分布不均。“因此，我们对地球内部的覆盖并不完整，”利斯戈-贝尔特罗尼承认。
尽管如此，她说，研究结果表明，表面上看起来相似的火山岛可能起源截然不同。下一步，研究人员将探讨太平洋、大西洋和印度洋之间火山地点的差异。
利斯戈-贝尔特罗尼说：“那些洋中脊记录着地球古老的构造历史。”“这种历史可以通过洋中脊的温度，以及这些海盆中洋中脊与热点之间的温度差异来揭示。”
