Turinys
- Havajų salų kilmė
- Plokštės tektonika ir Havajų karštasis taškas
- (1) Skirtingos ribos
- (2) Susiliejančios ribos
- (3) Pertvarkykite ribas
- Žemės drebėjimai ir ugnikalniai ant plokščių sienų
- „Karšto taško“ hipotezė
- Ar giliai yra karštų taškų?
- Ar judantys taškai juda?
- Havajų-imperatorių grandinė
- Salų amžius
Ramiojo vandenyno baseino žemėlapis: Ramiojo vandenyno baseino žemėlapis, kuriame pavaizduota Havajų kalnagūbrio imperatoriaus pajūrio grandinė ir Aleutų tranšėja. Bazinis žemėlapis iš „Ši dinaminė planeta“.
Havajų salų kilmė
Havajų salos yra milžiniškų vulkaninių kalnų viršūnės, susidariusios dėl daugybės skysčių lavos išsiveržimų per kelis milijonus metų; kai kuris bokštas yra daugiau nei 30 000 pėdų virš jūros dugno. Šios vulkaninės viršūnės, kylančios virš vandenyno paviršiaus, žymi tik mažytę, matomą milžiniško povandeninio kraigo - Havajų kalnagūbrio keteros - imperatoriaus pajūrio grandinės dalį, kurią sudaro daugiau nei 80 didelių ugnikalnių.
Šis diapazonas driekiasi per Ramiojo vandenyno dugną nuo Havajų salų iki Aleuto tranšėjos. Vien Havajų kalnagūbrio atkarpos, esančios tarp Havajų salos ir Midway salos į šiaurės vakarus, ilgis yra apie 1600 mylių, tai yra maždaug atstumas nuo Vašingtono D.C. iki Denverio, Kolorado. Lavos kiekis, išsiveržęs suformuoti šį didžiulį keterą, apie 186 000 kubinių mylių, yra daugiau nei pakankamas, kad padengtų Kalifornijos valstiją 1 mylių storio sluoksniu.
Plokščių ribų tipai: Blokuoja skirtingų, konvergencinių ir transformuojančių plokščių ribų diagramas.
Plokštės tektonika ir Havajų karštasis taškas
Septintojo dešimtmečio pradžioje giminingos sąvokos „jūros dugno plitimas“ ir „plokštelinė tektonika“ atsirado kaip naujos galingos hipotezės, kuriomis geologai aiškino Žemės paviršiaus sluoksnio ypatybes ir judesius. Pagal plokštės tektoninę teoriją, standųjį Žemės sluoksnį arba „litosferą“ sudaro maždaug keliolika plokščių arba plokščių, kurių kiekvienos storis vidutiniškai yra 50–100 mylių. Šios plokštelės juda viena kitos atžvilgiu vidutiniu kelių colių greičiu per metus - maždaug taip greitai, kaip auga žmogaus nagai. Mokslininkai atpažįsta tris įprastus ribų tipus tarp šių judančių plokščių (žr. Schemas):
(1) Skirtingos ribos
Gretimos plokštės išsiskiria, pavyzdžiui, Vidurio Atlanto kalnagūbryje, kuris atskiria Šiaurės ir Pietų Amerikos paktus nuo Eurazijos ir Afrikos plokštelių. Šis atsiskyrimas sukelia „jūros dugno plitimą“, nes nauja medžiaga iš apatinio mažiau kieto sluoksnio arba „astenosfera“ užpildo plyšius ir prideda šias vandenyno plokšteles. Žr. „Mokymas apie skirtingas plokštelių ribas“.
(2) Susiliejančios ribos
Dvi plokštelės juda viena kitos link, o viena yra tempiama žemyn (arba „subjaurota“) po kita. Susiliejančios plokštės ribos taip pat vadinamos „subdukcijos zonomis“ ir yra apibūdinamos Aleutų tranšėjos, kur Ramiojo vandenyno plokštė yra paverčiama po Šiaurės Amerikos plokšte. Šv. Helenso kalnas (Vašingtono pietvakariai) ir Fudžio kalnas (Japonija) yra puikūs subdukcijos zonų ugnikalnių, suformuotų palei susiliejančias plokščių ribas, pavyzdžiai. Žr. „Mokymas apie suvienodėjusias plokštelių ribas“.
(3) Pertvarkykite ribas
Viena plokštelė horizontaliai slenka pro kitą. Labiausiai žinomas pavyzdys yra žemės drebėjimams atspari Kalifornijos San Andreaso gedimo zona, žyminti ribą tarp Ramiojo vandenyno ir Šiaurės Amerikos plokščių. Žr .: Mokymas apie transformacijos plokštelių ribas.
Tektoninės plokštės ir aktyvūs pasaulio ugnikalniai: Aktyviausi ugnikalniai yra palei ar šalia Žemės, besikeičiančios tektoninėmis plokštėmis, ribų. Tačiau Havajų ugnikalniai yra Ramiojo vandenyno plokštumos viduryje ir susidaro dėl vulkanizmo per Havajų „karštąją vietą“ (žr. Tekstą). Čia pavaizduoti tik kai kurie iš Žemės daugiau nei 500 aktyvių ugnikalnių (raudoni trikampiai). USGS vaizdas. Spustelėkite norėdami padidinti.
Žemės drebėjimai ir ugnikalniai ant plokščių sienų
Beveik visi pasaulio žemės drebėjimai ir aktyvūs ugnikalniai įvyksta išilgai Žemės besisukančių plokščių ar šalia jų. Kodėl tada Havajų ugnikalniai yra Ramiojo vandenyno plokštumos viduryje, daugiau nei 2000 mylių nuo artimiausios sienos su bet kuria kita tektonine plokšte? Plokštės tektonikos šalininkai iš pradžių nepaaiškino ugnikalnių atsiradimo plokštelių interjeruose („vidinis plokštelinis“ vulkanizmas).
„Karšto taško“ hipotezė
Tada 1963 m. Kanadietis geofizikas J. Tuzo Wilsonas pateikė išradingą paaiškinimą per plokštelinę tektoniką, siūlydamas „karštojo taško“ hipotezę. Vilsono hipotezei buvo pritarta plačiai, nes ji gerai sutinka su daugeliu mokslinių duomenų apie linijines vulkaninių salų grandines Ramiajame vandenyne ir ypač Havajų salose.
Ar giliai yra karštų taškų?
Pasak Wilsono, išsiskirianti Havajų-imperatorių grandinės linijinė forma atspindi laipsnišką Ramiojo vandenyno plokštumos judėjimą per „gilią“ ir „fiksuotą“ karštąją vietą. Pastaraisiais metais mokslininkai diskutuoja apie faktinį Havajų ir kitų Žemės karštųjų taškų gylį (-ius). Ar jie tęsiasi tik po kelis šimtus mylių po litosfera? O gal jie tęsiasi tūkstančius mylių žemyn, galbūt iki Žemės šerdies ir mantijos ribos?
Ar judantys taškai juda?
Be to, nors mokslininkai apskritai sutaria, kad karštosios vietos yra fiksuotos vietoje, palyginti su greičiau judančiomis viršutinėmis plokštėmis, kai kurie naujausi tyrimai parodė, kad karštosios vietos gali lėtai migruoti per geologinį laiką. Bet kokiu atveju Havajų karštasis taškas iš dalies išlydo regioną, esantį tiesiai virš Ramiojo vandenyno plokštumos, ir susidaro maži, pavieniai išlydytų uolienų (magmos) debesėliai. Mažiau tankios nei aplinkinės kietosios uolienos, magmos taškeliai susilieja ir stipriai kyla per struktūriškai silpnas zonas ir galiausiai išsiveržia kaip lava ant vandenyno dugno ir sukuria ugnikalnius.
Havajų-imperatorių grandinė
Per maždaug 70 milijonų metų vykstantys jungtiniai magmos formavimosi, išsiveržimo ir nuolatinio Ramiojo vandenyno plokštelės judėjimo procesai virš nejudančios karštosios vietos paliko ugnikalnių pėdsaką per vandenyno dugną, kurį dabar vadiname Havajų imperatoriaus grandine. Staigus grandinės posūkis, esantis maždaug 2200 mylių į šiaurės vakarus nuo Havajų salos, anksčiau buvo aiškinamas kaip esminis plokštelės judėjimo krypties pokytis maždaug prieš 43–45 milijonus metų (Ma), kaip rodo ugnikalnių, supančių lenkimą, amžius .
Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad šiaurinis segmentas (imperatoriaus grandinė), susiformavęs kaip karštoji taškas, judėjo į pietus iki maždaug 45 Ma, kai jis tapo fiksuotas. Po to vyravo šiaurės vakarų plokštumų judėjimas, todėl Havajų kalnagūbris susiformavo „pasroviui“ nuo viešosios interneto prieigos taško.
Havajų populiarioji vieta: Pjūvis išilgai Havajų salų grandinės, rodantis numanomą mantijos plunksną, kuris pamaitino Havajų karštąją vietą ant viršesnio Ramiojo vandenyno plokštumos. Seniausio kiekvienos salos ugnikalnio (Ma = prieš milijonus metų) geologinis amžius laipsniškai senesnis į šiaurės vakarus, atsižvelgiant į Havajų kalnagūbrio keteros-imperatoriaus pajūrio grandinės ištakų modelį. Modifikuotas pagal Joelio E. Robinsono, USGS, paveikslėlį „Ši dinaminė planeta“, Simkino ir kitų žemėlapis, 2006 m.
Loihi jūros kalnas: Aktyvus povandeninis ugnikalnis prie Havajų Didžiosios salos pietinės pakrantės. Kmusser „Creative Commons“ įvaizdis. Spustelėkite norėdami padidinti.
Salų amžius
Havajų sala yra piečiausia ir jauniausia sala grandinėje. Pietryčiausia Havajų salos dalis šiuo metu yra virš karštosios vietos ir vis dar teka magmos šaltiniu, kad galėtų aprūpinti savo aktyvius ugnikalnius. Prie Havajų salos pietinės pakrantės esantis aktyvus povandeninių laivų ugnikalnis Löihi jūros dugnas gali reikšti magmos formavimosi zonos pradžią karštosios vietos pietrytiniame krašte. Išskyrus galimą Maui salą, kitos Havajų salos pajudėjo į šiaurės vakarus už karštosios vietos ribų - jos buvo paeiliui atitrūkusios nuo palaikančio magmos šaltinio ir nebeveikia vulkaniškai.
Laipsnišką šiaurės vakarų salų dreifą iš jų kilmės vietos virš karštosios vietos gerai parodo milijonų metų pagrindinės lavos tekėjimo įvairiose Havajų salose nuo šiaurės vakarų (seniausios) iki pietryčių (jauniausios) amžius: Niihau ir Kauai, nuo 5,6 iki 3,8; Oahu, nuo 3.4 iki 2.2; Molokai, nuo 1,8 iki 1,3; Maui, nuo 1,3 iki 0,8; ir Havajai, mažiau nei 0,7 ir vis dar auga.
Net vien Havajų saloje jos penkių ugnikalnių santykinis amžius yra suderinamas su karštojo taško teorija (žr. Žemėlapį, 3 puslapis). Kohala, esantis šiaurės vakariniame salos kampe, yra seniausias, nutraukęs išsiveržimo veiklą maždaug prieš 120 000 metų. Antras seniausias yra Mauna Kea, kuris paskutinį kartą išsiveržė maždaug prieš 4000 metų; Kitas yra Hualälai, turėjęs tik vieną išsiveržimą (1800–1801) rašytinėje istorijoje. Galiausiai tiek Mauna Loa, tiek Kïlauea per pastaruosius du šimtmečius buvo energingai ir pakartotinai aktyvūs. Manoma, kad Kïlauea auga pietrytiniame Mauna Loa šonuose, todėl yra jaunesnis už savo didžiulį kaimyną.
Havajų karštosios vietos dydis nėra gerai žinomas, tačiau spėjama, kad ji yra pakankamai didelė, kad apimtų ir pamaitintų šiuo metu veikiančius Mauna Loa, Kïlauea, Löihi ugnikalnius ir, galbūt, Hualälai ir Haleakalä ugnikalnius. Kai kurie mokslininkai nustatė, kad Havajų karštoji taškas yra maždaug 200 mylių skersmens, o vertikalios perėjos, kur magmos tiekia atskiriems ugnikalniams, yra daug siauresnės.