Sadržaj
- Podrijetlo Havajskih otoka
- Tektonika ploča i havajski vrući spot
- (1) Divergentne granice
- (2) Konvergentne granice
- (3) Granice transformacije
- Potresi i vulkani na granicama ploča
- Hipoteza „Vruća točka“
- Koliko su duboke vruće mrlje?
- Kreću li se vruće točke?
- Havajsko-carski lanac
- Doba otoka
Karta sliva Tihog oceana: Karta sliva Tihog oceana na kojoj je prikazan podzemni lanac Havajskog grebena i cara i aleutski rov. Osnovna karta iz ove dinamične planete.
Podrijetlo Havajskih otoka
Havajski otoci vrhovi su gigantskih vulkanskih planina nastalih nebrojenim erupcijama tekuće lave kroz nekoliko milijuna godina; neki toranj viši od 30 000 stopa iznad morskog dna. Ovi vulkanski vrhovi koji se uzdižu iznad površine oceana predstavljaju samo maleni, vidljivi dio ogromnog grebena podmornice, Havajski greben - lanac careva podmorja, sastavljen od više od 80 velikih vulkana.
Taj se raspon proteže preko dna Tihog oceana od Havajskih otoka do aleutskog rova. Dužina samoga dijela Havajskog grebena, između otoka Havaji i otoka Midway na sjeverozapadu, iznosi oko 1.600 milja, otprilike udaljenost od Washingtona, D.C., do Denvera, Colorado. Količina lave koja je erupcija oblikovala ovaj ogromni greben, oko 186.000 kubičnih milja, više je nego dovoljna da pokrije državu Kaliforniju slojem debljine 1 milju.
Vrste granica ploče: Blok dijagrami divergentnih, konvergentnih i transformiranih granica ploča.
Tektonika ploča i havajski vrući spot
Početkom 1960-ih povezani koncepti "širenja morskog dna" i "tektonika ploča" pojavili su se kao snažne nove hipoteze koje su geolozi koristili za tumačenje značajki i kretanja površinskog sloja Zemlje. Prema tektonskoj teoriji ploča, kruti vanjski sloj Zemlje, ili "litosfera", sastoji se od desetak ploča ili ploča, u prosjeku debljine 50 do 100 milja. Ove se ploče pomiču jedna prema drugoj prosječnom brzinom od nekoliko centimetara godišnje - otprilike onoliko brzo koliko rastu ljudski nokti. Znanstvenici prepoznaju tri uobičajene vrste granica između ovih pokretnih ploča (vidi dijagrame):
(1) Divergentne granice
Susjedne ploče se razdvajaju, poput srednjoatlantskog grebena koji razdvaja patete Sjeverne i Južne Amerike od ploča Euroazije i Afrike. Ovo razdvajanje uzrokuje "širenje morskog dna" kao novog materijala iz ispod manje krutog sloja ili "astenosfere", popunjava pukotine i dodaje ove oceanske ploče. Vidi: Podučavanje o različitim granicama ploča.
(2) Konvergentne granice
Dvije ploče kreću se jedna prema drugoj, a jedna se povlači prema dolje (ili "prigušena") ispod druge. Granice konvergentnih ploča također se nazivaju "zonama subdukcije", a tipizirane su aleutskim rovom, gdje se pod ploča Sjeverne Amerike oduzima Pacifička ploča. Mount St. Helens (jugozapadno od Washingtona) i Mount Fuji (Japan) izvrsni su primjeri vulkana u subdukcijskoj zoni formiranih duž konvergentnih granica ploča. Vidi: Podučavanje o konvergentnim granicama ploča.
(3) Granice transformacije
Jedna ploča klizi vodoravno pokraj druge. Najpoznatiji primjer je zona katastrofe San Andreas, pod utjecajem zemljotresa u Kaliforniji, koja označava granicu između Tihih i Sjevernih Američkih ploča. Vidi: Podučavanje o granicama transformiranja ploča.
Tektonske ploče i aktivni vulkani svijeta: Većina aktivnih vulkana smještena je uz ili blizu granica Zemljinih pomaka tektonskih ploča. Havajski vulkani, međutim, javljaju se usred Pacifičke ploče i nastaju vulkanizmom nad havajskim "vrućim žarištem" (vidi tekst). Ovdje su prikazani samo neki od Zemlji više od 500 aktivnih vulkana (crveni trokuti). USGS slika. Klikni za veću sliku
Potresi i vulkani na granicama ploča
Potresi i aktivni vulkani odvijaju se gotovo u svim svjetovima uz ili blizu granica ploča koje se mijenjaju. Zašto su se onda havajski vulkani nalazili usred Pacifičke ploče, više od 2.000 milja od najbliže granice s bilo kojom drugom tektonskom pločom? Pristalice tektonike ploča isprva nisu imale objašnjenje za pojavu vulkana unutar unutrašnjosti ploča ("unutarplatonski" vulkanizam).
Hipoteza „Vruća točka“
Tada je 1963. godine, J. Tuzo Wilson, kanadski geofizičar, dao genijalno objašnjenje u okviru tektonike ploča, predlažući hipotezu o „vrućoj točki“. Wilsonsova hipoteza prihvaćena je široko prihvaćena, jer se dobro slaže s većinom znanstvenih podataka o linearnim vulkanskim otočnim lancima u Tihom oceanu općenito - i na Havajskim otocima posebno.
Koliko su duboke vruće mrlje?
Prema Wilsonu, osebujni linearni oblik havajsko-carevog lanca odražava progresivno kretanje Tihe okeanske ploče preko "duboke" i "fiksne" vruće točke. Posljednjih godina znanstvenici raspravljaju o stvarnoj (dubini) havajskih i ostalih žarišta Zemlje. Prostiru li se samo nekoliko stotina milja ispod litosfere? Ili se protežu niže tisućama kilometara, možda do granice jezgre Zemlje?
Kreću li se vruće točke?
Također, dok se znanstvenici općenito slažu da su vruće točke fiksirane u položaju u odnosu na brže pomične pločice, neke nedavne studije pokazuju da vruće točke mogu polako migrirati tijekom geološkog vremena. U svakom slučaju, havajska vruća točka djelomično rastopi regiju tik ispod prevladavajuće Tihe ploče, stvarajući male, izolirane mrlje od rastopljene stijene (magme). Manje guste od okolne čvrste stijene, magmatske mrlje se skupljaju i bujno se dižu kroz strukturno slabe zone i na kraju izbijaju kao lava na oceansko dno kako bi izgradile vulkane.
Havajsko-carski lanac
Tijekom razdoblja od oko 70 milijuna godina, kombinirani procesi formiranja magme, erupcije i neprekidno kretanje Tihom oceanskom pločom preko nepomičnog vrućeg mjesta ostavili su tragove vulkana preko oceanskog dna koje danas nazivamo Havajsko-carevim lancem. Oštar zavoj u lancu oko 2.200 milja sjeverozapadno od ostrva Havaji ranije je tumačen kao velika promjena smjera kretanja ploča prije otprilike 43-45 milijuna godina (Ma), kako sugeriraju vijekovi vulkana koji su zavojem držali zavoj. ,
No nedavna istraživanja pokazuju da se sjeverni segment (carski lanac) formirao dok se vruća točka kretala prema jugu sve do otprilike 45. Nakon toga prevladalo je kretanje ploča sjeverozapada, što je rezultiralo formiranjem havajskog grebena „nizvodno“ od žarišta.
Havajska vruća točka: Pogled na presjek duž havajskog otočnog lanca prikazan je zaključeni plašt plašta koji je napajao havajsku vruću točku na prevladavajućoj Pacifičkoj ploči. Geološka doba najstarijeg vulkana na svakom otoku (Ma = milijuni godina) progresivno su starija prema sjeverozapadu, u skladu s modelom žarišta podrijetla podrijetla havajskog grebena i carskih lanaca. Izmijenjeno iz slike Joela E. Robinsona, USGS-a, na mapi ove dinamične planete Simkina i drugih, 2006.
Loihi Seamount: Aktivni podmornički vulkan kraj južne obale Velikog otoka Havaja. Slika Creative Commonsa autora Kmussera. Klikni za veću sliku
Doba otoka
Otok Havaji najjužniji je i najmlađi otok u lancu. Jugoistočni dio otoka Havaji trenutno prekriva žarište i još uvijek dovodi izvor magme da hrani svoje aktivne vulkane. Löihi Seamount, aktivni podmornički vulkan kraj južne obale otoka Hawaiis, može označiti početak zone formiranja magme na jugoistočnom rubu žarišta. Uz moguću iznimku Mauija, ostali havajski otoci pomakli su se prema sjeverozapadu, iza vruće točke - uzastopno su bili odsječeni od izvora magme koji više ne održavaju i nisu više vulkanski aktivni.
Progresivni odlazak otoka od sjeverozapada od njihove točke podrijetla preko žarišta dobro je prikazan vijekovima glavnih tokova lave na raznim Havajskim otocima od sjeverozapada (najstarijeg) do jugoistočnog (najmlađeg), danih u milijunima godina: Niihau i Kauai, 5,6 do 3,8; Oahu, 3,4 do 2,2; Molokai, 1,8 do 1,3; Maui, 1,3 do 0,8; i Havajima, manje od 0,7 i još uvijek rastu.
Čak i za samo otok Havaji, relativna dob njegovih pet vulkana kompatibilna je s teorijom žarišnih točaka (vidi kartu, stranica 3). Kohala, na sjeverozapadnom uglu otoka, najstarija je, prestala je eruptivnu aktivnost prije oko 120 000 godina. Druga najstarija je Mauna Kea koja je posljednja eruptirala prije otprilike 4.000 godina; slijedi Hualälai, koji je u pisanoj povijesti doživio samo jednu erupciju (1800-1801). I na kraju, i Mauna Loa i Kïlauea energično su i više puta bili aktivni u posljednja dva stoljeća. Budući da raste na jugoistočnom boku Mauna Loa, vjeruje se da je Kïlauea mlađa od svog ogromnog susjeda.
Veličina havajske žarišta nije dobro poznata, ali je vjerojatno da je dovoljno velika da obuhvati i hrani trenutno aktivne vulkane Mauna Loa, Kïlauea, Löihi i, možda, također, Hualälai i Haleakalä. Neki su znanstvenici procijenili da je vruće područje Havaja udaljeno oko 200 milja, s mnogo užim okomitim prolazima koji dovode magmu do pojedinih vulkana.