Геология

Тектоника на плочите и хавайското горещо място

Posted on
Автор: Laura McKinney
Дата На Създаване: 8 Април 2021
Дата На Актуализиране: 26 Април 2024
Anonim
Роберт Боллард исследует океаны
Видео: Роберт Боллард исследует океаны

Съдържание


Карта на басейна на Тихия океан: Карта на басейна на Тихия океан, показваща местоположението на подвижната верига на Хавайския хребет-император и Алеутския ров. Основна карта от "Тази динамична планета."


Произход на Хавайските острови

Хавайските острови са върховете на гигантски вулканични планини, образувани от безброй изригвания на течна лава за няколко милиона години; някаква кула на повече от 30 000 фута над морското дъно. Тези вулканични върхове, извисяващи се над повърхността на океана, представляват само малката, видима част от необятния подводен гребен, Хавайския хребет - верига за императорски подводници, съставена от повече от 80 големи вулкана.

Този обхват се простира на дъното на Тихия океан от Хавайските острови до Алеутския ров. Само дължината на сегмента на Хавайския хребет, между остров Хаваи и остров Мидуей на северозапад, е около 1600 мили, приблизително разстоянието от Вашингтон, D.C., до Денвър, Колорадо. Количеството лава, изригнало за образуването на този огромен хребет, около 186 000 кубически мили, е повече от достатъчно, за да покрие щата Калифорния със слой с дебелина 1 миля.




Видове граници на табелата: Блок-диаграми на разминаващи се, конвергентни и преобразуващи граници плочи.

Тектоника на плочите и хавайското горещо място

В началото на 60-те години на миналия век свързаните понятия за "разпространение на морското дъно" и "тектоника на плочите" се очертават като мощни нови хипотези, които геолозите използват за тълкуване на особеностите и движенията на повърхностния слой на Земята. Според тектонната теория на плочите, твърдият външен слой на Земята, или "литосферата", се състои от около дузина плочи или плочи, всяка средна дебелина от 50 до 100 мили. Тези плочи се движат една спрямо друга със средна скорост от няколко инча годишно - приблизително толкова бързо, колкото растат човешки нокти. Учените разпознават три често срещани граници между тези подвижни плочи (виж диаграмите):

(1) Различни граници

Съседни плочи се раздробяват, като например в Средноатлантическия хребет, който разделя патетите на Северна и Южна Америка от плочите Евразия и Африка. Това раздробяване причинява "разпространение на морското дъно" като нов материал от подлежащия по-малко твърд слой или "астеносфера", запълва пукнатините и добавя към тези океански плочи. Вижте: Преподаване за различни граници на плочите.


(2) Конвергентни граници

Две плочи се придвижват една към друга, а едната се влачи надолу (или "приглушена") под другата. Границите на конвергентната плоча също се наричат ​​"зони на субдукция" и се типизират от Алеутския ров, където Тихоокеанската плоча се подчинява под Северната Америка. Връх Сейнт Хеленс (югозападен Вашингтон) и връх Фуджи (Япония) са отлични примери за вулкани в зоната на субдукция, образувани по протежение на конвергентните граници на плочите. Вижте: Преподаване за конвергентни граници на плочите.

(3) Граници на трансформация

Една плоча се плъзга хоризонтално покрай друга. Най-известният пример е зоната на разрушенията на Сан Андреас в Калифорния, предразположена към земетресението, която маркира границата между Тихия и Северна Америка. Вижте: Преподаване за преобразуване на границите на табелата.



Тектонски плочи и активни вулкани на света: Повечето активни вулкани са разположени по протежение или близо до границите на изместващите се тектонски плочи на Земята. Хавайските вулкани обаче се срещат в средата на Тихоокеанската плоча и са образувани от вулканизъм над хавайското "горещо място" (виж текста). Тук са показани само някои от Земята с над 500 активни вулкана (червени триъгълници). USGS изображение. Щракнете за уголемяване

Земетресения и вулкани на границите на плочите

Почти във всички световни земетресения и активни вулкани се случват покрай или близо до границите на изместващите се плочи на Земята. Защо тогава хавайските вулкани са разположени в средата на Тихоокеанската плоча, на повече от 2000 мили от най-близката граница с която и да е друга тектонска плоча? Привържениците на тектониката на плочите отначало нямаха обяснение за появата на вулкани в интериора на плочите („вътрешно плоча“ вулканизъм).

Хипотезата „Горещо място“

Тогава през 1963 г. Дж. Тузо Уилсън, канадски геофизик, представи гениално обяснение в рамките на тектониката на плочите, като предложи хипотезата за „горещата точка“. Хипотезата на Уилсън се прие широко, тъй като тя е добре съгласна с голяма част от научните данни за линейни вулканични островни вериги в Тихия океан като цяло - и Хавайските острови в частност.

Колко дълбоки са горещите петна?

Според Уилсън отличителната линейна форма на Хавайско-императорската верига отразява прогресивното движение на Тихоокеанската плоча над „дълбока“ и „неподвижна“ гореща точка. През последните години учените разискват за действителната дълбочина (и) на хавайските и други горещи точки на Земята. Те се простират само на няколкостотин мили под литосферата? Или се простират на хиляди километри, може би до границата на ядрото на Земята?

Движат ли се горещи петна?

Освен това, докато учените общо взето са съгласни, че горещите точки са фиксирани в положение по отношение на по-бързо движещите се преобладаващи плочи, някои скорошни проучвания показват, че горещите точки могат да мигрират бавно през геоложки време. Във всеки случай, хавайската гореща точка частично стопява региона точно под преобладаващата Тихоокеанска плоча, произвеждайки малки, изолирани петна от разтопена скала (магма). По-малко плътни от заобикалящата твърда скала, магманите петна се събират и се издигат буйно през структурно слаби зони и в крайна сметка изригват като лава върху океанското дъно, за да изграждат вулкани.

Хавайско-императорската верига

За период от около 70 милиона години, комбинираните процеси на образуване на магма, изригване и непрекъснато движение на Тихоокеанската плоча над неподвижната гореща точка оставиха следите на вулкани през океанското дъно, които сега наричаме Хавайско-императорската верига. Рязък завой във веригата на около 2200 мили северозападно от остров Хаваи преди това беше интерпретиран като голяма промяна в посоката на движение на плоча преди около 43-45 милиона години (Ма), както се предполага от вековете на вулканите, които закрепват завоя. ,

Въпреки това, последните проучвания сочат, че северният сегмент (императорската верига), образуван като горещата точка, се е движил на юг до около 45 ма, когато е фиксиран. След това преобладава движението на плочите на северозапад, което води до образуването на Хавайския хребет "надолу по течението" от горещата точка.

Хавайско горещо място: Изглед откъснат по веригата на островите на Хавай, показващ изведения плащ на мантията, който е подхранвал горещата точка на Хавай на преобладаващата Тихоокеанска плоча. Геоложките епохи на най-стария вулкан на всеки остров (Ма = преди милиони години) са прогресивно по-стари на северозапад, в съответствие с модела на горещата точка за произхода на Хавайската рида-императорска подводна верига. Променено от изображението на Джоел Е. Робинсън, USGS, в картата на тази динамична планета на Симкин и други, 2006 г.

Loihi Seamount: Действащ подводен вулкан край южния бряг на Големия остров Хаваи. Изображение на Creative Commons от Kmusser. Щракнете за уголемяване

Възраст на островите

Остров Хавай е най-югоизточният и млад остров във веригата. Най-югоизточната част на остров Хаваи понастоящем надвишава горещата точка и все още подслушва източника на магма, за да захрани активните си вулкани. Löihi Seamount, действащият вулкан на подводницата край южното крайбрежие на остров Хавай, може да бележи началото на зоната на формиране на магма в югоизточния край на горещата точка. С евентуалното изключение на Мауи, другите острови на Хавай се преместиха на северозапад от горещата точка - те бяха последователно откъснати от поддържащия източник на магма и вече не са вулканично активни.

Прогресивният дрейф на северозапад от островите от тяхната точка на произход над горещата точка е добре показан от вековете на главните потоци от лава на различните Хавайски острови от северозапад (най-стар) до югоизток (най-млад), даден от милиони години: Ниихау и Кауаи, 5.6 до 3.8; Оаху, 3,4 до 2,2; Молокай, 1,8 до 1,3; Maui, 1,3 до 0,8; и Хавай, по-малко от 0,7 и все още нараства.

Дори само за остров Хаваи относителните възрасти на петте му вулкана са съвместими с теорията за горещите точки (виж карта, страница 3). Кохала, в северозападния ъгъл на острова, е най-старият, прекратил ерупционната си дейност преди около 120 000 години. Втората най-стара е Мауна Кеа, която за последно е изригнала преди около 4000 години; Следва Хуалалай, който е имал само едно изригване (1800-1801) в писмена история. И накрая, и Mauna Loa, и Kïlauea са бурни и многократно активни през последните два века. Тъй като расте на югоизточния фланг на Мауна Лоа, се смята, че Килауеа е по-млад от огромния си съсед.

Размерът на хавайската гореща точка не е добре известен, но по всяка вероятност е достатъчно голям, за да обхване и захрани действащите понастоящем вулкани Мауна Лоа, Килауеа, Леихи и, вероятно, също Хуалялай и Халеакаля. Някои учени прецениха, че горещата точка на Хавай е около 200 мили, с много по-тесни вертикални проходи, които подават магма към отделните вулкани.