Зміст
- Походження Гавайських островів
- Тектоніка плити та Гавайська гаряча пляма
- (1) Розбіжні межі
- (2) Межі конвергенції
- (3) Межі трансформації
- Землетруси та вулкани на межах плит
- Гіпотеза "Гаряча пляма"
- Наскільки глибокими є гарячі плями?
- Чи рухаються гарячі плями?
- Гавайсько-імператорський ланцюг
- Вік островів
Карта басейну Тихого океану: Карта басейну Тихого океану, на якій зображено розташування підводного ланцюга Гавайського хребта та імператора та Алеутського жолоба. Базова карта від "Ця динамічна планета".
Походження Гавайських островів
Гавайські острови - вершини гігантських вулканічних гір, утворені незліченними виверженнями рідинної лави протягом кількох мільйонів років; деяка вежа, що знаходиться понад 30 000 футів над морським дном. Ці вулканічні вершини, що піднімаються над поверхнею океану, являють собою лише крихітну, видиму частину величезного підводного хребта, Гавайського хребта - ланцюг імператорських підводних човнів, що складається з понад 80 великих вулканів.
Цей діапазон тягнеться через підлогу Тихого океану від Гавайських островів до Алеутського жолоба. Довжина лише відрізка Гавайського хребта, між островом Гаваї та островом Мідвей на північний захід, становить близько 1600 миль, приблизно відстань від Вашингтона, округ Колумбія, до Денвера, штат Колорадо. Кількість лави, вивернутої для формування цього величезного хребта, близько 186 000 кубічних миль, більш ніж достатня для покриття штату Каліфорнія шаром товщиною в 1 милю.
Типи меж пластини: Структурні діаграми розбіжних, збіжних та перетворюючих меж пластини.
Тектоніка плити та Гавайська гаряча пляма
На початку 1960-х споріднені поняття "поширення морського дна" та "тектоніка плит" з'явилися як нові потужні гіпотези, які геологи використовували для тлумачення особливостей та рухів поверхневого шару Землі. Відповідно до тектонічної теорії плит, жорсткий зовнішній шар Землі, або "літосфера", складається з близько десятка плит або плит, кожна в середньому завтовшки від 50 до 100 миль. Ці пластини рухаються відносно один одного із середньою швидкістю в кілька дюймів на рік - приблизно так само швидко, як ростуть нігті людини. Вчені визнають три поширені типи меж між цими рухомими пластинами (див. Схеми):
(1) Розбіжні межі
Суміжні пластини розсуваються, наприклад, на Середньоатлантичному хребті, який відокремлює пати Північної та Південної Америки від Євразійської та Африканської плит. Це розтягнення на частини викликає "поширення морського дна", як новий матеріал з нижнього менш жорсткого шару, або "астеносфера", заповнює тріщини і додає до цих океанічних плит. Див.: Навчання про різні кордони пластин.
(2) Межі конвергенції
Дві пластини рухаються назустріч одній, а одна перетягується вниз (або «підпорядковується») під іншою. Межі збіжних плит також називаються "зонами субдукції" і характеризуються Алеутським траншеєм, де Тихоокеанська плита підкоряється під Північною Америкою. Гора Сент-Хеленс (південно-західний Вашингтон) та гора Фудзі (Японія) - прекрасні приклади вулканів зони зведення, утворених уздовж сходяться меж плит. Див.: Навчання про конвергентні межі пластин.
(3) Межі трансформації
Одна плита ковзає горизонтально повз іншу. Найвідоміший приклад - схильна до землетрусів зона Каліфорнії Сан-Андреас, що позначає межу між Тихоокеанською та Північною Америкою плитами. Див.: Навчання про перетворення меж пластин.
Тектонічні плити та діючі вулкани світу: Більшість діючих вулканів розташовані уздовж або біля меж Землі, що зміщують тектонічні плити. Гавайські вулкани, однак, зустрічаються посеред Тихоокеанської плити і утворюються вулканізмом над гавайською «Гарячою плямою» (див. Текст). Тут представлені лише деякі з Землі понад 500 діючих вулканів (червоні трикутники). Зображення USGS. Натисніть, щоб збільшити
Землетруси та вулкани на межах плит
Майже у всіх землях землетруси та активні вулкани відбуваються вздовж або біля меж плит, що зміщуються Землями. Чому тоді гавайські вулкани знаходяться посеред Тихоокеанської плити, за 2000 миль від найближчої межі з будь-якою іншою тектонічною плитою? Прихильники тектоніки плит спочатку не мали пояснення виникнення вулканів у плитах інтер'єрів ("внутрішньопластовий" вулканізм).
Гіпотеза "Гаряча пляма"
Тоді в 1963 році канадський геофізик Дж. Тузо Вілсон дав геніальне пояснення в рамках тектоніки плит, запропонувавши гіпотезу "гарячої точки". Гіпотеза Вільсона стала широко сприйнятою, оскільки вона добре узгоджується з великою кількістю наукових даних про лінійні вулканічні острівні ланцюги в Тихому океані взагалі - і на Гавайських островах зокрема.
Наскільки глибокими є гарячі плями?
На думку Вілсона, відмінна лінійна форма Гавайсько-імператорського ланцюга відображає прогресивний рух Тихоокеанської плити над "глибокою" та "нерухомою" гарячою точкою. Останніми роками вчені дискутують про фактичну глибину Гавайських та інших гарячих точок Землі. Вони простягаються лише на кілька сотень миль під літосферою? Або вони простягаються вниз на тисячі миль, можливо, до межі ядра Землі-мантії?
Чи рухаються гарячі плями?
Крім того, хоча вчені в цілому погоджуються з тим, що гарячі точки фіксуються в положенні відносно швидко переміщуються перекриваючих плит, деякі останні дослідження показали, що гарячі точки можуть повільно мігрувати протягом геологічного часу. У будь-якому випадку, Гавайська гаряча точка частково розтоплює область трохи нижче переважаючої Тихоокеанської плити, утворюючи невеликі ізольовані краплі розплавленої гірської породи (магми). Менш щільні, ніж навколишні тверді скелі, краплі магми збираються разом і піднімаються плавно через структурно слабкі зони і в кінцевому підсумку вивергаються, як лава на океанське дно, щоб створити вулкани.
Гавайсько-імператорський ланцюг
Протягом приблизно 70 мільйонів років поєднані процеси утворення магми, виверження та безперервний рух Тихоокеанської плити над нерухомою гарячою точкою залишили слід вулканів через океанське дно, яке ми сьогодні називаємо Гавайсько-імператорським ланцюгом. Різкий згин ланцюга приблизно в 2200 милях на північний захід від острова Гаваї раніше був інтерпретований як велика зміна напрямку руху плит близько 43-45 мільйонів років тому (Ма), як це було запропоновано століттями вулканів, що стримують вигин. .
Однак останні дослідження говорять про те, що північний сегмент (імператорський ланцюг) утворився у міру того, як гаряча точка рухалася на південь приблизно до 45 ма, коли вона закріпилася. Після цього панував рух плити на північному сході, внаслідок чого з хотспоту було утворено Гавайський хребет "вниз за течією".
Гавайське гаряче місце: Вигляд з розрізу вздовж ланцюга острова Гавайських островів, що показує петельний мантійний шлейф, який живив гарячу точку Гаваїв на переважаючої Тихоокеанської плиті. Геологічні епохи найдавнішого вулкана на кожному острові (Ма = мільйони років тому) прогресивно старішають на північний захід, узгоджуючись з моделлю "гарячої точки" походження Гавайського хребта-імператора підводного ланцюга. Змінено із зображення Джоела Е. Робінсона, USGS, на карті цієї динамічної планети Сімкіна та інших, 2006 рік.
Розмір лоїхі: Діючий вулкан підводного човна біля південного узбережжя Великого острова Гаваї. Образ Creative Commons Кюссера. Натисніть, щоб збільшити
Вік островів
Острів Гаваї - це південно-східний і наймолодший острів ланцюга. Південно-східна частина острова Гаваї нині перебуває над гарячою точкою і все ще відводить джерело магми для живлення своїх діючих вулканів. Löihi Seamount, діючий вулкан підводного човна біля південного узбережжя острова Гаваї, може означати початок зони формування магми на південно-східному краї гарячої точки. За винятком Мауї, інші Гавайські острови перемістилися на північний захід за межі гарячої точки - вони послідовно були відрізані від постійного джерела магми і більше не є вулканічно активними.
Прогресивний дрейф островів на північний захід від місця їх виникнення над гарячою точкою добре показаний століттями основних потоків лави на різних Гавайських островах з північного заходу (найдавніший) на південний схід (наймолодший), що дається мільйонами років: Нііхау та Кауаї, 5,6 до 3,8; Оаху, 3,4 до 2,2; Молокай, 1,8 - 1,3; Мауї, 1,3 до 0,8; і Гаваї, менше ніж 0,7 і все ще зростає.
Навіть для острова Гаваї лише відносні віки його п'яти вулканів сумісні з теорією гарячих точок (див. Карту, стор. 3). Кохала, що знаходиться в північно-західному куточку острова, є найдавнішим, який припинив вибухову діяльність близько 120 000 років тому. Друга найстаріша - Мауна Кеа, яка востаннє вибухнула близько 4000 років тому; далі - Хуальялай, який зазнав лише одного виверження (1800-1801) у писемній історії. Нарешті, і Мауна-Лоа, і Кілауеа були активними та неодноразово активними протягом останніх двох століть. Оскільки воно росте на південно-східному фланзі Мауна-Лоа, вважається, що Кілауеа молодший за свого величезного сусіда.
Розмір гарячої точки Гаваї недостатньо відомий, але, мабуть, досить великий, щоб охопити та живити діючі вулкани Мауна-Лоа, Кілауеа, Леїхі та, можливо, також Хуалалай та Халеакаля. Деякі вчені підрахували, що гаряча точка Гаваї становить приблизно 200 миль, з набагато вужчими вертикальними проходами, які подають магму до окремих вулканів.