Plaaditektoonika

Plate Tectonics ja Havai kuumpunkt

Plate Tectonics ja Havai kuumpunkt



Taasesitatud alates Havai vulkaanipursked - minevik, olevik ja tulevikautorid Robert Tilling, Christina Heliker ja Donald SwansonUSA geoloogiakeskuse üldteave, toode 117.

Vaikse ookeani basseini kaart: Vaikse ookeani basseini kaart, kus on näha Havai mäenõlva keisri rannikuahela ja aleuudi kraavi asukoht. Põhikaart saidilt "See dünaamiline planeet."

Havai saarte päritolu

Havai saared on hiiglaslike vulkaanimägede tipud, mille moodustasid mitme miljoni aasta jooksul lugematud vedela laava pursked; mõni torn merepõranda kohal enam kui 30 000 jalga. Need ookeani pinna kohal kõrguvad vulkaanilised tipud tähistavad vaid tohutu allveelaevaharja, Hawaii Ridge-Emperori rannikuahela pisikest, nähtavat osa, mis koosneb enam kui 80 suurest vulkaanist.

Mauna Kea vulkaan Hawaii saarel on kõrgus 13 796 jalga. Saare alus algab aga umbes 18 000 jalga merepinnast. Kui Hawaii saart peetakse "mäeks", oleks see maailma kõrgeim, edestades Mount Everesti üle 1000 jala. Lisateave

See levila ulatub üle Vaikse ookeani põhja Havai saartest Aleuudi kraavini. Ainuüksi Hawaiian Ridge'i segmendi pikkus, Hawai'i saare ja Midway saare vahel loodes, on umbes 1600 miili, mis on umbes kaugus Washingtoni osariigist Colorado Denverini. Selle tohutu katuseharja moodustamiseks puhkenud laava kogus, umbes 186 000 kuupmiili, on enam kui piisav, et katta California osariik 1 miili paksuse kihiga.

Plaatide piiride tüübid: Plokkskeemid lahknevate, koonduvate ja teisendatavate plaatide piiridest.

Plate Tectonics ja Havai kuumpunkt

1960. aastate alguses kerkisid esile seotud mõisted "merepinna levimine" ja "plaaditektoonika" kui võimsad uued hüpoteesid, mida geoloogid tõlgendasid Maa pinnakihi omaduste ja liikumise osas. Plaatide tektoonilise teooria kohaselt koosneb Maa jäik välimine kiht ehk "litosfäär" umbes tosinast tahvlist või plaadist, igaühe paksus on keskmiselt 50 kuni 100 miili. Need plaadid liiguvad üksteise suhtes keskmise kiirusega paar tolli aastas - umbes sama kiiresti kui inimese küüned kasvavad. Teadlased tunnevad nende liikuvate plaatide vahel ära kolm levinumat piiri (vt diagramme):

(1) Erinevad piirid

Külgnevad plaadid tõmbuvad laiali, näiteks Kesk-Atlandi oja ääres, mis eraldab Põhja- ja Lõuna-Ameerika paadid Euraasia ja Aafrika plaatidest. See eraldumine põhjustab "merepinna levikut", kuna selle all olevast vähem jäigast kihist ehk "astenosfäärist" uus materjal täidab praod ja lisab neile ookeanilistele plaatidele. Vt: Erinevate plaadipiiride õpetamine.

(2) Ühinevad piirid

Kaks plaati liiguvad üksteise suunas ja üks lohistatakse teise alla (või "subdukteeritud"). Ühiseid plaadipiire nimetatakse ka "subduktsioonitsoonideks" ja neid iseloomustab aleuudi kraav, kus Vaikse ookeani plaat allutatakse Põhja-Ameerika plaadi alla. St. Helensi mägi (Washingtoni edelaosa) ja Fuji mägi (Jaapan) on suurepärased näited subduktsioonitsooni vulkaanidest, mis on moodustatud piki ühilduvaid plaadipiire. Vaadake: Ühtlustatavate plaadipiiride õpetamine.

(3) Muutke piire

Üks plaat libiseb horisontaalselt teisest mööda. Tuntuim näide on maavärinaohtlik San Andrease veatsoon Californias, mis tähistab piiri Vaikse ookeani ja Põhja-Ameerika plaatide vahel. Vt: Transformatsiooniplaatide piiride õpetamine.

Maailma tektoonilised plaadid ja aktiivsed vulkaanid: Enamik aktiivseid vulkaane asub Maa nihkevate tektooniliste plaatide piiridel või nende läheduses. Havai vulkaanid esinevad aga Vaikse ookeani plaadi keskel ja need moodustuvad vulkaanilisuse tõttu Havai "kuuma koha" kohal (vt tekst). Siin on näha vaid mõned Maa enam kui 500 aktiivsest vulkaanist (punased kolmnurgad). USGS-i pilt. Pilt suuremalt.

Maavärinad ja vulkaanid plaatide piiridel

Peaaegu kõik maailma maavärinad ja aktiivsed vulkaanid toimuvad Maa nihkeplaatide piiride lähedal või lähedal. Miks asuvad Havai vulkaanid Vaikse ookeani plaadi keskel, rohkem kui 2000 miili kaugusel lähimast piirist mõne muu tektoonilise plaadiga? Plaaditektoonika pooldajatel polnud algul plaani sisemuses vulkaanide esinemisele ("plaadisisesele vulkanismile") seletust.

Hüpotees "Kuum punkt"

Seejärel esitas Kanada geofüüsik J. Tuzo Wilson 1963. aastal plaaditektoonika raames leidliku seletuse, pakkudes välja hüpoteesi "kuuma koha" kohta. Wilsoni hüpoteesi on hakatud laialdaselt aktsepteerima, kuna see nõustub suure osa teaduslike andmetega Vaikse ookeani ja eriti Havai saarte lineaarsete vulkaaniliste saarekettide kohta üldiselt.

Kui sügavad on kuumad kohad?

Wilsoni sõnul peegeldab Havai keisri ahela eristatav lineaarne kuju Vaikse ookeani plaadi järkjärgulist liikumist üle "sügava" ja "fikseeritud" kuuma koha. Viimastel aastatel on teadlased arutanud Havai ja teiste Maa kuumade punktide tegeliku sügavuse (te) üle. Kas need ulatuvad litosfääri alla vaid paarsada miili? Või ulatuvad nad tuhandeid miile allapoole, võib-olla Maa tuuma-vahevöö piirini?

Kas kuumad kohad liiguvad?

Kuigi teadlased on üldiselt nõus, et kuumpunktid on fikseeritud positsioonis võrreldes kiiremini liikuvate ületavate plaatidega, on mõned hiljutised uuringud näidanud, et kuumpunktid võivad geoloogilise aja jooksul aeglaselt rännata. Igal juhul sulatab Havai kuum punkt osaliselt Vaikse ookeani ülekaalukalt madalamal asuva piirkonna, tekitades väikeseid isoleeritud sulakivimi (magma) plekke. Vähem tihe kui ümbritsev tahke kivim, magma plekid tulevad kokku ja tõusevad hoogsalt läbi struktuurselt nõrkade tsoonide ning purskavad lõpuks kui laava ookeanipõhjale vulkaanide rajamiseks.

Havai keisri kett

Umbes 70 miljoni aasta jooksul on magma moodustumise, purske ja Vaikse ookeani plaadi pideva liikumise protsessid paikse kuuma koha kohal jätnud vulkaanide jälje üle ookeani põhja, mida me nüüd nimetame Havai keisri ahelaks. Havai'i saarest umbes 2200 miili loodes kulgeva ahela järsku painutamist tõlgendati varem kui plaadiliikumise suuna olulist muutust umbes 43–45 miljonit aastat tagasi (Ma), nagu viitasid vulkaanide purunemise ajastul kurv.

Värskeimad uuringud viitavad aga sellele, et põhjaosa (keiserkett), mis tekkis kuuma koha liikumisel lõuna suunas, kuni umbes 45 maani, mil see fikseerus. Seejärel valitses loodepoolne plaadiliikumine, mille tulemusel moodustus levialast "allavoolu" Havai mägi.

Havai kuum koht: Lõikeline vaade mööda Havai saarte ahelat, mis näitab järeldatavat vahevöö nõtkut, mis on Havai kuuma kohta toitnud ülekaalukal Vaikse ookeani plaadil. Iga saare vanima vulkaani (Ma = miljonid aastad tagasi) geoloogilised vanused on loodest järk-järgult vanemad, mis on kooskõlas Havai mäenõlva keisri rannikuahela päritolu kuumapunkti mudeliga. Muudetud USGS-i Joel E. Robinsoni pildi põhjal Simkini jt kaardil "See dünaamiline planeet", 2006.

Loihi mererand: Aktiivne allveelaevade vulkaan Hawai'i suure saare lõunaranniku lähedal. Creative Commonsi pilt autor Kmusser. Pilt suuremalt.

Saarte vanus

Hawai'i saar on ahela lõunapoolseim ja noorim saar. Hawai'i saare kagupoolseim osa ületab praegu kuuma koha ja koputab endiselt aktiivsete vulkaanide toitmiseks magma allikat. Hawai'i lõunaranniku lähedal asuv aktiivne allveelaevade vulkaan Lö'ihi mererand võib tähistada magma kujunemise tsooni algust kuuma koha kaguservas. Teised Havai saared, välja arvatud võimaliku erandina Maui, on liikunud loodest kuuma kohast kaugemale - nad on järjest eemaldatud püsivast magmaallikast ega ole enam vulkaaniliselt aktiivsed.

Saarte järkjärgulist loode suunas liikumist nende lähtepunktist kuuma koha kohal näitab hästi miljonitele aastatele antud peamiste laavavoogude vanus erinevatel Havai saartel loodest (vanim) kagusse (noorim): Ni 'ihau ja kaua'i, 5,6–3,8; O'ahu, 3,4 kuni 2,2; Moloka'i, 1,8 kuni 1,3; Maui, 1,3 kuni 0,8; ja Hawai'i, vähem kui 0,7 ja kasvab endiselt.

Isegi ainuüksi Hawai'i saare jaoks on selle viie vulkaani suhteline vanus ühtesobivuse teooriaga (vt kaarti, lk 3). Saare loodenurgas asuv Kohala on vanim, kuna ta on umbes 120 000 aastat tagasi purskava tegevuse lõpetanud. Teine vanim on Mauna Kea, mis purskas viimati umbes 4000 aastat tagasi; järgmine on Hualälai, millel on kirjalikus ajaloos olnud ainult üks purse (1800-1801). Ja nii Mauna Loa kui ka Kïlauea on viimase kahe sajandi jooksul olnud jõuliselt ja korduvalt aktiivsed. Kuna Kïlauea kasvab Mauna Loa kaguserval, arvatakse, et ta on oma hiiglaslikust naabrist noorem.

Havai leviala suurus pole täpselt teada, kuid arvatavasti on see piisavalt suur, et hõlmata Mauna Loa, Kïlauea, Lö'ihi ning võib-olla ka Hualälai ja Haleakalä praegu aktiivseid vulkaane ja neid toita. Mõnede teadlaste hinnangul on Havai kuuma koha läbimõõt umbes 200 miili, palju kitsamate vertikaalsete vahekäikudega, mis toidavad magmat üksikutele vulkaanidele.


Vaata videot: Why Hawaii's volcano is so UNUSUAL