UPSC Mains Answer Writing Practice

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Mains 2018 Previous Year Paper (GS1)

Question. Define mantle plume and explain its role in plate tectonics.


प्रश्न. मेंटल प्लम को परिभाषित करें और प्लेट टेक्टोनिक्स में इसकी भूमिका स्पष्ट करें।


Approach to answer

    Brief introduction on mantle plume. / मेंटल प्लम पर संक्षिप्त परिचय।
    Role of mantle plume in plate tectonics. / प्लेट टेक्टोनिक्स में मेंटल प्लम की भूमिका।
    Conclusion. / निष्कर्ष

Tomorrow's morning Question based on "UPSC Previous Year Question GS 2" / कल का सवाल "UPSC GS 2 का पिछले साल का सवाल" पर आधारित

Model Answer


A mantle plume is an upwelling of abnormally hot rock within the Earth’s mantle. It is a large column of hot rock rising through the mantle. The heat from the plume causes rocks in the lower lithosphere to melt. The largest (and most persistent) mantle plumes are presumed to form where a large volume of mantle rock is heated at the core-mantle boundary, about 1,800 miles below the surface, although smaller plumes may originate elsewhere within the mantle. Once the temperature increases sufficiently to lower the rock density, a column of the hotter-than-normal rock starts to rise very slowly through the surrounding mantle rocks.
    Role of mantle plume in plate tectonics:
  • The rising column of hot rock reaches the base of the lithosphere, where it spreads out, forming a mushroom-shaped cap to the plume . The overlying lithosphere is pushed up and stretched out as the plume cap spreads. Heat transferred from the plume raises the temperature in the lower lithosphere to above melting point, and magma chambers form that feed volcanoes at the surface.
  • Because the plume remains anchored at the core-mantle boundary, it does not shift position over time. So, as the lithospheric plate above it moves, a string of volcanoes (or other volcanic features) is created.
  • The material and energy from Earth’s interior are exchanged with the surface crust in two distinct modes: the predominant, steady state plate tectonic regime driven by upper mantle convection, and a punctuated, intermittently dominant, mantle overturn regime driven by plume convection. This second regime, while often discontinuous, is periodically significant in mountain building and continental breakup.
  • When a plume head encounters the base of the lithosphere, it is expected to flatten out against this barrier and to undergo widespread decompression melting to form large volumes of basalt magma. It may then erupt onto the surface.
  • Numerical modelling predicts that melting and eruption will take place over several million years. These eruptions have been linked to flood basalts, although many of those erupt over much shorter time scales (less than 1 million years). Examples include the Deccan traps in India, the Siberian traps of Asia, etc.
  • The eruption of continental flood basalts is often associated with continental rifting and breakup. This has led to the hypothesis that mantle plumes contribute to continental rifting and the formation of ocean basins. In the context of the alternative “Plate model”, continental breakup is a process integral to plate tectonics, and massive volcanism occurs as a natural consequence when it onsets.
Thus, mantle plumes are thought to be strong enough to induce rifting and the formation of plates. The relationship between plate- and plume-tectonics is considered in view of the growth and breakdown of supercontinents, active rifting, the formation of passive volcanic-type continental margins, and the origin of time-progressive volcanic chains on oceanic and continental plates.
एक मैंटल प्ल्यूम पृथ्वी के मेंटल के भीतर असामान्य रूप से गर्म चट्टान का एक उत्थान है। यह मेंटल के माध्यम से उठने वाली गर्म चट्टान का एक बड़ा स्तंभ है। प्ल्यूम की गर्मी से निचले लिथोस्फीयर में चट्टानें पिघल जाती हैं। सबसे बड़ी (और सबसे लगातार) मैंटल प्ल्यूम्स को बनाने के लिए प्रकल्पित किया जाता है, जहाँ पर मेंटल रॉक की एक बड़ी मात्रा को कोर-मेंटल बाउंड्री पर गर्म किया जाता है, सतह से लगभग 1,800 मील नीचे, हालाँकि छोटे प्लैंट्स मेंटल के भीतर कहीं और उत्पन्न हो सकते हैं। चट्टान के घनत्व को कम करने के लिए तापमान पर्याप्त रूप से बढ़ने के बाद, गर्म-से-सामान्य चट्टान का एक स्तंभ आसपास के मेंटल चट्टानों के माध्यम से बहुत धीरे-धीरे बढ़ने लगता है।
    प्लेट टेक्टोनिक्स में मैंटल प्ल्यूम की भूमिका:
  • गर्म चट्टान का उभरता हुआ स्तंभ स्थलमंडल के आधार तक पहुँचता है, जहाँ यह फैलता है, जिससे मशरूम के आकार की टोपी प्ल्यूम बनती है। अतिव्यापी लिथोस्फीयर को ऊपर धकेल दिया जाता है और बाहर खींच लिया जाता है क्योंकि प्ल्यूम कैप फैलता है । प्ल्यूम से हस्तांतरित ऊष्मा निचली लिथोस्फीयर में तापमान को गलनांक से ऊपर उठाती है, और मैग्मा चैंबर्स का निर्माण होता है जो सतह पर ज्वालामुखियों को फ़ीड करते हैं।
  • क्योंकि कोर-मेंटल सीमा पर प्ल्यूम का लंगर बना रहता है, यह समय के साथ स्थिति को स्थानांतरित नहीं करता है। तो, जैसा कि इसके ऊपर स्थित लिथोस्फेरिक प्लेट चलती है, ज्वालामुखियों (या अन्य ज्वालामुखी सुविधाओं) की एक स्ट्रिंग बनाई जाती है।
  • पृथ्वी के आंतरिक भाग से ऊर्जा और ऊर्जा का दो अलग-अलग मोडों में सतह की पपड़ी के साथ आदान-प्रदान होता है: ऊपरी मेंटल संवहन द्वारा संचालित प्रबल, स्थिर अवस्था प्लेट टेक्टॉनिक व्यवस्था, और एक छिद्रित, रुक-रुककर प्रबल, मेंटल ओवरटर्न व्यवस्था द्वारा संचालित प्ल्यूम संवहन। यह दूसरा व्यवस्था, जो अक्सर बंद होता है, समय-समय पर पहाड़ की इमारत और महाद्वीपीय ब्रेकअप में महत्वपूर्ण है।
  • जब एक प्ल्यूम सिर लिथोस्फीयर के आधार का सामना करता है, तो यह इस अवरोध के खिलाफ समतल करने और बेसाल्ट मैग्मा के बड़े संस्करणों को बनाने के लिए व्यापक विघटन पिघलने से गुजरने की उम्मीद है। यह तब सतह पर फट सकता है।
  • संख्यात्मक मॉडलिंग की भविष्यवाणी है कि पिघलने और विस्फोट कई मिलियन वर्षों में होगा। इन विस्फोटों को बाढ़ बेसल से जोड़ा गया है, हालांकि उनमें से कई बहुत कम समय के तराजू (1 मिलियन वर्ष से कम) पर फट जाते हैं। उदाहरणों में भारत में डेक्कन ट्रैप, एशिया का साइबेरियन ट्रैप आदि शामिल हैं।
  • महाद्वीपीय बाढ़ बेसल्ट का विस्फोट अक्सर महाद्वीपीय स्थानांतरण और गोलमाल से जुड़ा होता है। इससे यह परिकल्पना हुई है कि मैंटल प्ल्यूम महाद्वीपीय स्थानांतरण और महासागरीय घाटियों के निर्माण में योगदान करते हैं। वैकल्पिक "प्लेट मॉडल" के संदर्भ में, महाद्वीपीय ब्रेकअप प्लेट टेक्टोनिक्स का अभिन्न अंग है, और बड़े पैमाने पर ज्वालामुखी एक प्राकृतिक परिणाम के रूप में होता है जब यह ऑनसेट होता है।
इस प्रकार, मैंटल प्ल्यूम को तेजी से बढ़ने और प्लेटों के निर्माण के लिए प्रेरित किया जाता है। प्लेट- और प्लूम-टेक्टोनिक्स के बीच संबंधों को सुपरकॉन्टिनेन्ट्स की वृद्धि और टूटने, सक्रिय स्थानांतरण, निष्क्रिय ज्वालामुखी-प्रकार महाद्वीपीय मार्जिन के गठन और समुद्री और महाद्वीपीय प्लेटों पर समय-प्रगतिशील ज्वालामुखी श्रृंखलाओं की उत्पत्ति के मद्देनजर माना जाता है।

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