2016年2月3日

如何讓夏威夷群島轉向?

作者/林佳人(臺大海洋所地球物理博士,任教於北市金華國中。興趣為科學教育,與撰寫科普文章)

夏威夷群島是著名的旅遊景點,在地球科學界也是關注的焦點,尤其它與天皇海山群在太平洋海床上形成的大轉彎,成因至今仍是個謎,看科學家如何一步步揭開地球表面板塊及內部地幔息息相關的演化史。

神奇的轉折
地處太平洋中央的夏威夷群島,在地質構造上是屬於夏威夷– 天皇海山群(Hawaiian-Emperor seamount chain)的一部份。夏威夷–天皇海山群是由夏威夷群島、與天皇海山兩串線狀排列的海底山及島嶼所組成,全長大約6000公里,從夏威夷島往西北方向延伸、直到接近阿留申群島。兩者走向略有不同,在海底地形圖上可以看見一個明顯的轉折,這轉折被稱為夏威夷– 天皇海山群轉向(Hawaiian- Emperor chain bend, HEB)。

夏威夷– 天皇海山群一直是教科書上說明板塊運動的經典範例:當板塊在產生熔融岩漿的熱點上方移動時所留下的痕跡,形成了線狀分佈的海底山群或島嶼(註一)。而HEB,即島鏈的轉折,則被解釋為板塊運動方向的改變。支持以熱點形成的主要證據來自島嶼的年齡:島嶼形成的年齡,有隨著位置往西北增加的現象,這代表太平洋板塊過去大致往西北方向移動,較早形成的火山島嶼逐漸被帶離熱點而停止噴發,也因此夏威夷的三座活火山均位於大島附近、在整條島鏈的東南端。不過,故事沒有就此結束,作為熱點火山與板塊運動的典型,也吸引來更多的檢驗,結果卻出人意料。

熱點與板塊移動
首先,科學家發現不只是板塊會動,熱點也會動(相對於地球的自轉)。證據之一來自島嶼的古地磁緯度測量。......【更多內容請閱讀科學月刊第554期】