마데이라 열점

마데이라 열점은 북대서양 동부, 포르투갈령 마데이라 제도를 형성한 열점이다. 하와이 열점과 유사하게 맨틀 플룸에 의해 형성된 것으로 추정되며, 대서양 중앙 해령에서 동쪽으로 약 1,000km 떨어진 위치에 자리하고 있다. 이 열점은 마데이라 섬을 비롯하여 포르투 산투 섬, 데제르타스 제도를 형성하였으며, 또한 해저에는 과거 화산 활동의 흔적으로 보이는 여러 해산이 존재한다.

마데이라 열점의 기원과 형성 과정에 대한 연구는 꾸준히 진행되어 왔다. 기존에는 깊은 맨틀에서 상승한 독립적인 플룸이 열점 활동을 일으켰다는 가설이 주를 이루었으나, 최근 연구에서는 대서양 맨틀 대류 시스템과 연결된 얕은 플룸일 가능성이 제기되고 있다. 또한, 해양 지각의 섭입과 재활용이 마데이라 열점의 화산 활동에 중요한 역할을 했을 가능성이 동위원소 분석을 통해 확인되었다.

마데이라 열점이 형성한 화산암의 주요 구성 성분은 알칼리 현무암, 조면암, 포놀라이트 등으로 이루어져 있다. 이는 열점 활동의 특징을 잘 보여주며, 지각 하부에서 상승한 맨틀 물질이 부분적으로 용융된 결과로 해석된다.

최근 연구에서는 마데이라 열점에서 분출된 용암 내에 고대 해양 지각이 포함될 가능성이 제기되었다. 산소, 납(Pb), 스트론튬(Sr), 네오디뮴(Nd) 동위원소 분석 결과, 마데이라에서 분출된 용암이 최소 5억 년 이상의 해양 지각이 맨틀 내에서 재활용된 후 다시 상승하여 형성된 것이라는 가설이 제시되었다. 이는 마데이라 열점이 단순한 깊은 맨틀 플룸이 아니라, 해양 지각의 섭입과 순환 과정에서 영향을 받은 복합적인 지질 구조의 결과일 가능성을 의미한다.

마데이라 열점에서 가장 오래된 화산암의 연대는 약 7,200만 년 전(72 Ma, 백악기 후기)으로 측정되었다. 이후 오랜 기간 동안 화산 활동이 지속되었으며, 마데이라 섬의 대부분은 약 500만~700만 년 전(5–7 Ma) 사이에 주요 화산활동을 거쳐 형성되었다.

현재 마데이라 제도에는 활화산이 존재하지 않으며, 지표에서 화산 활동이 관찰되지 않고 있다. 하지만, 해저에서는 열 흐름이 여전히 높은 수준으로 유지되고 있으며, 일부 해저 화산 지대에서 소규모 지진 활동이 감지되고 있다. 이러한 현상은 마데이라 열점이 완전히 사라진 것이 아니라, 해저에서 일정한 수준의 활동이 지속되고 있음을 시사한다.

향후 대서양 해저에서 새로운 화산섬이 형성될 가능성도 배제할 수 없으며, 이는 마데이라 열점의 활동이 완전히 종료되지 않았음을 의미한다.

마데이라 열점의 맨틀 플룸은 고전적인 깊은 맨틀 기원의 열점 모델과 차이를 보인다. 기존의 맨틀 플룸 모델에서는, 열점이 깊은 맨틀에서 상승한 뜨거운 물질이 지각을 녹이며 화산 활동을 일으키는 현상으로 설명된다. 그러나 최근 연구에 따르면, 마데이라 열점이 독립적인 깊은 맨틀 플룸이 아닐 가능성이 크며, 대서양 맨틀의 광역적인 대류 시스템과 연결된 얕은 플룸일 수 있음이 제시되었다.

특히, 마데이라 열점 아래의 맨틀 흐름이 카나리아 열점 및 아조레스 열점과 연결될 가능성이 있으며, 해양 지각이 맨틀로 섭입된 후 재활용되는 과정에서 마데이라 열점이 형성되었을 가능성이 높다. 이는 마데이라에서 발견된 화산암 내 동위원소 조성이 기존 맨틀 플룸 이론과 차이를 보이는 점과도 관련이 있다.