Περιεχόμενο
- Καταγωγή των νησιών της Χαβάης
- Plate Tectonics και η Χαβάη Hot Spot
- (1) Απόκλιση ορίων
- (2) Συγκριτικά όρια
- (3) Μετασχηματισμός ορίων
- Σεισμοί και ηφαίστεια στα όρια των πλακών
- Η Υπόθεση "Hot Spot"
- Πόσο βαθιά είναι τα καυτά σημεία;
- Οι μετακινήσεις Hot Spots;
- Η αλυσίδα Χαβανέζικου αυτοκράτορα
- Ηλικία των Νήσων
Χάρτης λεκάνης του Ειρηνικού: Χάρτης της λεκάνης του Ειρηνικού που δείχνει τη θέση της αλυσίδας Seamount της Χαβάης και του Aleutian Trench. Χάρτης βάσης από "Αυτό το δυναμικό πλανήτη."
Καταγωγή των νησιών της Χαβάης
Τα νησιά της Χαβάης είναι οι κορυφές των γιγαντιαίων ηφαιστειακών βουνών που σχηματίζονται από αμέτρητες εκρήξεις υγρής λάβας για αρκετά εκατομμύρια χρόνια. Κάποιος πύργος πάνω από 30.000 πόδια πάνω από το θαλασσό. Αυτές οι ηφαιστειακές κορυφές που ανεβαίνουν πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού αντιπροσωπεύουν μόνο το μικροσκοπικό, ορατό τμήμα μιας τεράστιας υποβρύχιας κορυφογραμμής, της αλυσίδας Seamount της Χαβάης, που αποτελείται από περισσότερα από 80 μεγάλα ηφαίστεια.
Αυτή η γκάμα εκτείνεται στον πάτο του Ειρηνικού Ωκεανού από τα νησιά της Χαβάης μέχρι το Aleutian Trench. Το μήκος του τμήματος Hawaiian Ridge μόνο, μεταξύ του νησιού της Χαβάης και του Midway Island στα βορειοδυτικά, είναι περίπου 1.600 μίλια, περίπου η απόσταση από την Ουάσιγκτον, D.C., στο Ντένβερ, Κολοράντο. Η ποσότητα της λάβα που ξέσπασε για να σχηματιστεί αυτή η τεράστια κορυφογραμμή, περίπου 186.000 κυβικά μίλια, είναι περισσότερο από αρκετή για να καλύψει την πολιτεία της Καλιφόρνιας με πάχος 1 μιλίου.
Τύποι ορίων πλακών: Διαγράψτε τα διαγράμματα αποκλίσεων, συγκλίσεων και μετασχηματισμών των πλακών.
Plate Tectonics και η Χαβάη Hot Spot
Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, οι συναφείς έννοιες της "εξάπλωσης της θάλασσας" και της "τεκτονικής πλάκας" εμφανίστηκαν ως ισχυρές νέες υποθέσεις που οι γεωλόγοι χρησιμοποιούσαν για να ερμηνεύουν τα χαρακτηριστικά και τις κινήσεις του επιφανειακού στρώματος της Γης. Σύμφωνα με την τεκτονική θεωρία της πλάκας, το άκαμπτο εξωτερικό στρώμα της Γης, ή "λιθόσφαιρα", αποτελείται από περίπου δώδεκα πλάκες ή πλάκες, με μέσο πάχος 50-100 μιλίων. Αυτές οι πλάκες κινούνται σε σχέση με την άλλη με μέσες ταχύτητες λίγων εκατοστών το χρόνο - περίπου τόσο γρήγορα όσο αυξάνονται τα ανθρώπινα νύχια. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν τρεις συνήθεις τύπους ορίων μεταξύ αυτών των κινούμενων πλακών (βλ. Διαγράμματα):
(1) Απόκλιση ορίων
Οι πλαϊνές πλάκες απομακρύνονται, όπως στο Mid-Atlantic Ridge, που χωρίζει τους Pates της Βόρειας και Νότιας Αμερικής από τις πλάκες Ευρασίας και Αφρικής. Αυτό το τράβηγμα προκαλεί την "εξάπλωση του θαλασσίου ύδατος" ως νέου υλικού από το υποκείμενο λιγότερο άκαμπτο στρώμα, ή "ασθένεια", γεμίζει τις ρωγμές και προσθέτει σε αυτές τις ωκεάνιες πλάκες. Δείτε: Διδασκαλία σχετικά με τα όρια απόκλισης των πλακών.
(2) Συγκριτικά όρια
Δύο πλάκες κινούνται το ένα προς το άλλο και το ένα έλκεται προς τα κάτω (ή "υποβιβάζεται") κάτω από το άλλο. Συγκεντρωτικά όρια πλακών ονομάζονται επίσης "ζώνες υποδιέγερσης" και τυπώνονται από το Aleutian Trench, όπου η Ειρηνική Πλάκα υποβιβάζεται υπό τη Βόρεια Αμερική πλάκα. Το Mount St. Helens (νοτιοδυτική Ουάσινγκτον) και το όρος Fuji (Ιαπωνία) είναι εξαιρετικά παραδείγματα ηφαιστείων με ζώνες υποδιπλασιασμού που σχηματίζονται κατά μήκος συγκλίνοντων ορίων πλακών. Δείτε: Διδασκαλία σχετικά με τα όρια σύγκλισης πλάκας.
(3) Μετασχηματισμός ορίων
Μια πλάκα ολισθαίνει οριζοντίως πέρα από την άλλη. Το πιο γνωστό παράδειγμα είναι η σεισμική ζώνη San Andreas Fault της Καλιφόρνια, η οποία σηματοδοτεί το όριο μεταξύ των ετικετών του Ειρηνικού και της Βόρειας Αμερικής. Δείτε: Διδασκαλία σχετικά με τα όρια μετασχηματισμού πλάκας.
Τεκτονικές πλάκες και ενεργά ηφαίστεια του κόσμου: Τα πιο ενεργά ηφαίστεια είναι τοποθετημένα κατά μήκος ή κοντά στα όρια των γηπέδων που μετατοπίζουν τεκτονικές πλάκες. Τα ηφαίστεια της Χαβάης, ωστόσο, εμφανίζονται στη μέση του Ειρηνικού Πλάτου και σχηματίζονται από τον ηφαιστειακό ουρανό πάνω από το Hot Spot της Χαβάης (βλέπε κείμενο). Μόνο μερικές από τις Γης εμφανίζονται εδώ πάνω από 500 ενεργά ηφαίστεια (κόκκινα τρίγωνα). Εικόνα USGS. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Σεισμοί και ηφαίστεια στα όρια των πλακών
Σχεδόν όλοι οι κόσμοι σεισμοί και ενεργά ηφαίστεια συμβαίνουν κατά μήκος ή κοντά στα όρια των πλακών αλλαγής γης. Γιατί λοιπόν τα ηφαίστεια της Χαβάης βρίσκονται στη μέση του Ειρηνικού Πλάκα, πάνω από 2.000 μίλια από το πλησιέστερο όριο με οποιαδήποτε άλλη τεκτονική πλάκα; Οι υποστηρικτές της τεκτονικής πλάκας δεν είχαν αρχικά καμία εξήγηση για την εμφάνιση ηφαιστείων εντός των εσωτερικών πλακών ("ενδοπλάτη" ηφαιστειακή).
Η Υπόθεση "Hot Spot"
Στη συνέχεια, το 1963, ο J. Tuzo Wilson, ένας καναδικός γεωφυσικός, παρείχε μια έξυπνη εξήγηση στο πλαίσιο της τεκτονικής των πλακών, προτείνοντας την υπόθεση "hot spot". Η υπόθεση Wilsons έχει γίνει αποδεκτή ευρέως, επειδή συμφωνεί καλά με πολλά από τα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με τις γραμμικές αλυσίδες ηφαιστειακών νησιών στον Ειρηνικό Ωκεανό γενικότερα - και ειδικότερα τα νησιά της Χαβάης.
Πόσο βαθιά είναι τα καυτά σημεία;
Σύμφωνα με τον Wilson, το χαρακτηριστικό γραμμικό σχήμα της Χαβανέζικης Αυτοκρατορικής Αλυσίδας αντικατοπτρίζει την προοδευτική κίνηση του Ειρηνικού Πλάκα σε ένα "βαθύ" και "σταθερό" καυτό σημείο. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες συζητούν για το πραγματικό βάθος των Χαβανών και άλλων θερμών σημείων της Γης. Εκτείνονται μόνο μερικές εκατοντάδες μίλια κάτω από τη λιθόσφαιρα; Ή μήπως εκτείνονται σε χιλιάδες μίλια, ίσως στα όρια πυρήνα-μανδύα της Γης;
Οι μετακινήσεις Hot Spots;
Επίσης, ενώ οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι τα καυτά σημεία είναι σταθερά στη θέση τους σε σχέση με τις ταχύτερα κινούμενες επικαλυπτικές πλάκες, μερικές πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα καυτά σημεία μπορούν να μεταναστεύσουν αργά στη γεωλογική στιγμή. Σε κάθε περίπτωση, το καυτό σημείο της Χαβάης λιώσει εν μέρει την περιοχή λίγο κάτω από την επικρατούσα ετικέτα του Ειρηνικού, παράγοντας μικρές, απομονωμένες κηλίδες τετηγμένου βράχου (μάγματος). Λιγότερο πυκνό από τον περιβάλλοντα στερεό βράχο, οι μαύρες κηλίδες συναντώνται και αυξάνονται δυναμικά μέσα από δομικά αδύναμες ζώνες και τελικά εκρήγνουν σαν λάβα στο πάτωμα του ωκεανού για να χτίσουν τα ηφαίστεια.
Η αλυσίδα Χαβανέζικου αυτοκράτορα
Πάνω από ένα διάστημα περίπου 70 εκατομμυρίων ετών, οι συνδυασμένες διαδικασίες του σχηματισμού μάγματος, της έκρηξης και της συνεχιζόμενης κίνησης του Ειρηνικού Πλάκα πάνω από το σταθερό καυτό σημείο έχουν αφήσει το ίχνος των ηφαιστείων στον πάτο του ωκεανού που σήμερα αποκαλούμε αλυσίδα Χαβανέζικου αυτοκράτορα. Μια απότομη κάμψη στην αλυσίδα περίπου 2.200 μίλια βορειοδυτικά του νησιού της Χαβάης είχε προηγουμένως ερμηνευθεί ως μια σημαντική αλλαγή στην κατεύθυνση της κίνησης πλάκας περίπου 43-45 εκατομμύρια χρόνια πριν (Ma), όπως προτείνεται από τις ηλικίες των ηφαιστείων bracketing η καμπή .
Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες υποδηλώνουν ότι το βόρειο τμήμα (αυτοκράτορας αλυσίδας) σχηματίστηκε καθώς το καυτό σημείο κινήθηκε προς τα νότια μέχρι περίπου 45 Ma, όταν έγινε σταθερό. Στη συνέχεια κυριαρχούσε η βορειοδυτική κίνηση πλάκας, με αποτέλεσμα το σχηματισμό της Χαβάης Ridge "downstream" από το hotspot.
Χαβάη Hot Spot: Μια κοπιαστική θέα κατά μήκος της αλυσίδας των νησιών της Χαβάης που δείχνει το υπονοούμενο μανδύα που έχει τροφοδοτήσει το καυτό σημείο της Χαβάης στην επικρατούσα Ειρηνική Πλάκα. Οι γεωλογικές ηλικίες του παλαιότερου ηφαιστείου σε κάθε νησί (Ma = πριν από εκατομμύρια χρόνια) είναι βαθμιαία μεγαλύτερες στα βορειοδυτικά, σύμφωνα με το μοντέλο της καυτής κηλίδας για την προέλευση της αλυσίδας Seamount της Χαβανέζικης κορυφογραμμής-αυτοκράτορα. Τροποποιήθηκε από την εικόνα του Joel E. Robinson, USGS, στο χάρτη "Αυτό το δυναμικό πλανήτη" του Simkin και άλλων, 2006.
Loihi Seamount: Ένα ενεργό υποβρύχιο ηφαίστειο από τη νότια ακτή του Μεγάλου Νησιού της Χαβάης. Creative Commons image από τον Kmusser. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Ηλικία των Νήσων
Το νησί της Χαβάης είναι το νοτιοανατολικό και νεώτερο νησί της αλυσίδας. Το νοτιοανατολικό τμήμα του νησιού της Χαβάης καλύπτει σήμερα το καυτό σημείο και εξακολουθεί να βγάζει την πηγή μάγματος για να τροφοδοτήσει τα ενεργά ηφαίστεια. Το Löihi Seamount, το ενεργό υποβρύχιο ηφαίστειο στη νότια ακτή του νησιού Hawaiis, μπορεί να σηματοδοτήσει την αρχή της ζώνης σχηματισμού μάγματος στη νοτιοανατολική άκρη του καυτού σημείου. Με την πιθανή εξαίρεση του Maui, τα άλλα νησιά της Χαβάης έχουν μετακινηθεί προς τα βορειοδυτικά πέρα από το καυτό σημείο - αποσύρθηκαν διαδοχικά από την πηγή μαγματικής υποστήριξης και δεν είναι πλέον ηφαιστειακά ενεργά.
Η προοδευτική βορειοδυτική παρέκκλιση των νησιών από το σημείο προέλευσης τους πάνω από το καυτό σημείο αποδεικνύεται καλά από τις ηλικίες των κύριων ροών λάβας στα διάφορα νησιά της Χαβάης από τα βορειοδυτικά έως τα νοτιοανατολικά (νεότερα), που δόθηκαν σε εκατομμύρια χρόνια: Niihau και Kauai, 5,6 έως 3,8. Oahu, 3,4 έως 2,2. Molokai, 1,8 έως 1,3. Maui, 1,3 έως 0,8. και τη Χαβάη, λιγότερο από 0,7 και εξακολουθεί να αυξάνεται.
Ακόμη και για το νησί της Χαβάης μόνο, οι σχετικές ηλικίες των πέντε ηφαίστειών της είναι συμβατές με τη θεωρία θερμών σημείων (βλ. Χάρτη, σελίδα 3). Η Κοχάλα, στη βορειοδυτική γωνία του νησιού, είναι η παλαιότερη, έχοντας σταματήσει την εκρηκτική δραστηριότητα περίπου 120.000 χρόνια πριν. Η δεύτερη παλαιότερη είναι η Mauna Kea, η οποία έκλεισε τελευταία περίπου 4.000 χρόνια πριν. το επόμενο είναι το Hualälai, το οποίο είχε μόνο μία έκρηξη (1800-1801) στη γραπτή ιστορία. Τέλος, τόσο η Mauna Loa όσο και η Kïlauea δραστηριοποιούνται έντονα και επανειλημμένα τους τελευταίους δύο αιώνες. Επειδή αναπτύσσεται στη νοτιοανατολική πλευρά του Mauna Loa, το Kïlauea πιστεύεται ότι είναι νεότερο από τον τεράστιο γείτονά του.
Το μέγεθος του καυτού σημείου της Χαβάης δεν είναι γνωστό, αλλά είναι πιθανώς αρκετά μεγάλο για να συμπεριλάβει και να τροφοδοτήσει τα ενεργά ηφαίστεια της Mauna Loa, της Kïlauea, της Lόihi και, ενδεχομένως, και των Hualälai και Haleakalä. Μερικοί επιστήμονες εκτιμούν ότι το καυτό σημείο της Χαβάης είναι περίπου 200 μίλια, με πολύ στενότερα κάθετα περάσματα που τροφοδοτούν το μάγμα στα μεμονωμένα ηφαίστεια.