Un panou este, în geologie, o creștere de roci anormal de fierbinți, care provin din mantaua pământului . Deoarece partea superioară a penelor se poate topi parțial la atingerea adâncimilor mici, se presupune că acestea sunt originea centrelor magmatice, cum ar fi punctele fierbinți , și sunt cu siguranță originea fluxurilor de capcane bazaltice .
Este un fenomen care permite Pământului să-și piardă căldura, de importanță secundară în comparație cu căldura pierdută la marginea plăcilor litosferice. Unii oameni de știință cred că tectonica plăcilor răcorește mantaua, în timp ce penele răcesc miezul Pământului . În 2016, modelarea termomecanică a sugerat că penele au fost sursa primelor plăci tectonice prin ruperea scoarței terestre în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani.
Modelul Wilson - Morgan - pene fierbinți ( Wilson , 1963; Morgan , 1971) explică vulcanismul punctului fierbinte prin existența unor pene astenosferice fine. Acest model a fost completat de atunci de cel al mantalei superpanache , care este considerat a fi un mecanism major al ciclurilor wilsoniene , capabil să fractureze un supercontinent prin slăbirea sa termică. Dacă dezvoltarea lanțurilor de acreție pare intim legată de ciclul supercontinentelor și de activitatea penelor, nu a fost încă observată nicio corelație temporală simplă.
Se presupune, în acord cu o încetinire ipotetică a mișcării plăcilor, care poate fi asociată cu formarea unui supercontinent pe o perioadă lungă și prelungită, că, în absența convecției mantalei, mantala inferioară ar începe să se supraîncălzească local. Aceste regiuni mai calde ale mantalei, în apropierea interfeței miez-manta, experimentează o împingere arhimedeană în raport cu materialul înconjurător și încep să se ridice prin diapirism .
Acest super-pană urcă prin haina. La atingerea adâncimilor superficiale din astenosferă , vârful penei suferă fuziune parțială, datorită decompresiei induse de scăderea presiunii litostatice și se formează volume mari de magmă . Această magmă se ridică prin astenosferă până ajunge la crustă, unde se formează un punct fierbinte . Datorită profunzimii lor mari, este dificil să se demonstreze existența superplumelor, iar teoria lui Morgan este destul de controversată.
Plumele oferă o explicație pentru vulcanismul hotspot intraplacă . Diverse elemente susțin această idee: alinierea vulcanilor, fixitatea punctelor fierbinți și anomaliile geofizice și geochimice. Lanțul de insule vulcanice din Hawaii a fost principala anomalie vulcanică utilizată pentru a explica teoria plumelor (Morgan, 1972 și Wilson , 1963).
Liniaritatea aparentă a insulelor din acest lanț și distribuția lor progresivă a vârstei este explicată în acest context ca fiind rezultatul acțiunii unui panou al mantalei profunde care se ridică spre scoarța inferioară, într-un punct fix, și formează până la efuziunea sa un traseul insulelor, datorită mișcării plăcilor litosferice (Morgan, 1972).
Studiul izotopilor de heliu oferă informații valoroase. Heliu 3 este un izotop rar pe Pământ. A fost produs în principal prin nucleosinteza primordială precum heliul 4 , mai frecvent. A fost încorporat în materialele terestre în timpul formării Pământului , dar spre deosebire de heliul 4 care este generat de radioactivitatea alfa , cantitatea de heliu 3 de pe Pământ a început de la o valoare inițială care a scăzut prin degazare și evacuare atmosferică . În MORBs ( bazalte de crestele oceanice ) și mai ales în OIBs ( bazalte de insule oceanice), în special în Hawaiian lavas , anormale 3 El / 4 El rapoartele izotopice au fost descoperite, ceea ce înseamnă că ele poartă semnătura „un primitiv, non - manta pământească degazată.
Cu toate acestea, au fost propuse explicații alternative pentru această anomalie geochimică (Anderson, 1998).
Anomaliile geofizice au fost identificate prin măsurarea variațiilor temporale și spațiale ale vitezei undelor seismice de pe glob. Un corp fluid cu o densitate scăzută (cum ar fi penele fierbinți sau o manta mai lichidă) are ca rezultat o viteză de undă seismică mai lentă decât mantaua din jur. Observarea regiunilor unde undele seismice au mai multe dificultăți în a progresa arată în mod clar regiunile în care mantaua este anormal de caldă, așa cum sa observat în Hawaii (Ritsema și colab., 1999).
Mai general, oamenii de știință pot, prin utilizarea unei rețele dense de seismometre și a tehnicii tomografiei , să construiască imagini tridimensionale ale vitezei de undă pentru a identifica structurile verticale care pot fi plume (Yuan și Dueker, 2005). Dinamica suprafeței și fluxul ridicat de căldură sunt alți indicatori ai penelor (Burov, 2005).
Diferențele de densitate dintre un panou și un material mai temperat care îl înconjoară permit oamenilor de știință să le distingă pe cele două. Undele seismice generate de cutremurele cu magnitudine mare sunt utilizate pentru a determina structura internă a Pământului: sunt încetinite pe măsură ce trec prin materiale cu densitate redusă.
Analizând undele P , un grup de oameni de știință din Princeton au identificat 32 de regiuni interne ale globului în care aceste unde călătoresc mai lent decât media. Concluzia lor este că aceste zone sunt plume. Aceeași echipă a folosit, de asemenea, undele S pentru a arăta că aceste plume s-au extins până la discontinuitatea miez-manta, numită și „ discontinuitatea Gutenberg ” (Montelli și colab., 2004).
Modelarea computerizată a penelor arată că o schimbare în compoziția penelor în creștere le poate da forme difuze și variante, în opoziție cu primul model de pană, considerat pentru prima dată ca omogen în formă de ciupercă (Farnetani și Samuel, 2005).