歷史地質學/熱點
在這篇文章中,我們將討論熱點存在的證據,以及它們能否告訴我們關於板塊構造的知識。

在幾個地方,海底被稱作非地震海嶺的痕跡所傷。這些痕跡由火山島或海山的線性軌跡組成。當對這些痕跡應用測年方法時,通常發現海嶺上的火山岩按年齡排列,最年輕的岩石在一端,隨著我們沿著海嶺走得更遠,岩石越來越老。任何當前的火山活動都將在海嶺的年輕端發現。
非地震海嶺的典型例子是夏威夷群島,如右圖所示。
測年方法表明,這些島嶼按年齡從東到西排列,夏威夷是最年輕的,毛伊島比夏威夷島古老,歐胡島比毛伊島古老,依此類推,沿著島鏈延伸。夏威夷島(“大島”)本身有火山活動;毛伊島,下一個島嶼,自十八世紀以來就沒有噴發過;莫洛凱島和所有更西面的島嶼都被認為是已經滅絕的。在夏威夷島以東,有一個被稱為洛希(地圖上沒有標出)的海底火山活動區;如果這種活動持續十到二十萬年,它將建造一個比夏威夷島還年輕的新夏威夷島。
隨著板塊構造的發現,地質學家能夠解釋非地震海嶺。他們說:假設在地幔中有一些地方,由於某種原因,熱岩石傾向於在地幔柱中上升。該柱體在地表上的點將是一個熱點,一個火山活動強烈的地方。
現在考慮一下岩石圈板塊正在移動這一事實,正如前幾篇文章所解釋的那樣。這將完美地解釋夏威夷群島鏈之類的事情:目前,地幔柱在夏威夷島下方,但在此之前它在毛伊島下方,在此之前它在莫洛凱島下方,等等。如果你想象一條傳送帶緩慢地移動過一個吹風機,那麼你就得到了熱點理論的精髓:地幔柱是吹風機,運動的板塊是傳送帶,燃燒和熔化的物質軌跡是火山。
讀者可能想知道為什麼存在地幔柱,以及為什麼它們似乎在同一個地方持續了數百萬年。地質學界回答說,這“尚未完全瞭解”,這是地質學家說“我們不知道。你能給我們一些研究經費,十年後再回來嗎?”
熱點有時被用作板塊運動的證據。但我們應該非常謹慎地這麼說。據我們所知,熱點是靜止的,所以它們留下的島嶼和海山軌跡表明板塊的運動。但我們如何知道熱點是靜止的?地質學家還沒有對地幔的動力學有足夠的瞭解,以至於他們能夠從理論上宣佈熱點應該是靜止的。相反,它們保持在一個位置這一事實本身就是對板塊運動的推斷:如果我們使用測年、古地磁等方法計算板塊的運動,我們會發現非地震海嶺形成的軌跡可以用熱點靜止的假設來解釋。直接測量也支援這一假設:例如,夏威夷群島正在明顯地向西移動;如果熱點保持靜止,這將解釋觀察結果。
因此,熱點或多或少是靜止的這一觀點得到了證據的充分支援,但所有這些證據都歸結為板塊正在移動這一證據。如果我們接著把它作為熱點是靜止的假設,並用它作為板塊在運動的證據,那麼我們就是在犯最嚴重的迴圈論證的錯誤。一些關於板塊構造的教科書描述就陷入了這種陷阱。
然而,熱點的存在確實表明板塊正在移動,方法如下。因為所有屬於某個特定板塊的非地震海嶺都將朝同一個方向延伸:如果一個非地震海嶺是東西走向,並且在東端最古老,那麼該板塊上的每一個非地震海嶺都將是如此:例如,夏威夷群島與路易斯維爾海山具有相同的趨勢。現在,相信所有熱點都保持靜止,而非地震海嶺的共同趨勢是由板塊的運動產生的,比相信板塊是靜止的,但任何特定板塊上的所有熱點碰巧都在同一方向上移動,更符合簡約原則。
因此,來自熱點的證據確實是板塊運動的證據。