Obsah
- Pôvod havajských ostrovov
- Plate Tectonics a havajské hot spot
- (1) Rozdielne hranice
- (2) Konvergentné hranice
- (3) Hranice transformácie
- Zemetrasenia a sopky na hraniciach taniera
- Hypotéza „Hot Spot“
- Ako hlboké sú horúce miesta?
- Pohybujú sa horúce body?
- Havajská reťaz cisárov
- Vek ostrovov
Mapa tichomorskej oblasti: Mapa tichomorskej kotliny znázorňujúca polohu havarijného retailového reťazca hrebeňa a cisára a aleutskej priekopy. Základná mapa z tejto dynamickej planéty.
Pôvod havajských ostrovov
Havajské ostrovy sú vrcholmi gigantických sopečných hôr vytvorených nespočetnými erupciami tekutej lávy za niekoľko miliónov rokov; niektoré veže viac ako 30 000 stôp nad morským dnom. Tieto sopečné vrcholy, ktoré stúpajú nad hladinu oceánu, predstavujú iba malú, viditeľnú časť obrovského podmorského hrebeňa, havajskú hrebeňovú reťaz - cisársky prameň, zloženú z viac ako 80 veľkých sopiek.
Tento rozsah sa tiahne po Tichom oceáne od havajských ostrovov po aleutský priekop. Dĺžka samotného segmentu havajského hrebeňa medzi ostrovom Havaj a ostrovom Midway na severozápad je asi 1600 míľ, približne vzdialenosť od Washingtonu, D. C. k Denveru, Colorado. Množstvo lávy, ktoré vypuklo, aby vytvorilo tento obrovský hrebeň, asi 186 000 kubických kilometrov, je viac ako dosť na to, aby zakryl štát Kalifornie vrstvou hrubou 1 míľu.
Typy hraníc dosiek: Blokové diagramy divergentných, konvergentných a transformačných hraníc dosiek.
Plate Tectonics a havajské hot spot
Na začiatku 60. rokov sa súvisiace koncepty „šírenia morského dna“ a „doskovej tektoniky“ objavili ako silné nové hypotézy, ktoré geológovia používali na interpretáciu čŕt a pohybov povrchovej vrstvy Zeme. Podľa tektonickej teórie dosiek pozostáva z tuhej vonkajšej vrstvy Zeme alebo „litosféry“ asi tucet dosiek alebo dosiek, z ktorých každá má priemernú hrúbku 50 až 100 míľ. Tieto platne sa pohybujú relatívne k sebe pri priemerných rýchlostiach niekoľko centimetrov za rok tak rýchlo, ako rastú ľudské nechty. Vedci poznajú tri spoločné typy hraníc medzi týmito pohybujúcimi sa doskami (pozri diagramy):
(1) Rozdielne hranice
Susedné platne sa od seba oddeľujú, napríklad na stredoatlantickom hrebeni, ktorý oddeľuje severnú a južnú Ameriku od platní Eurázia a Afrika. Toto roztrhnutie spôsobuje „šírenie morského dna“, pretože nový materiál z podkladovej menej tuhej vrstvy alebo „astenosféra“ vyplňuje trhliny a dodáva tieto oceánske platne. Pozri: Výučba o hraniciach odlišných tanierov.
(2) Konvergentné hranice
Dve platne sa pohybujú smerom k sebe a jedna je ťahaná nadol (alebo „tlmená“) pod druhú. Hranice konvergentných dosiek sa tiež nazývajú „poddukčné zóny“ a sú typizované aleutským priekopom, kde je tichomorská platňa tlmená pod doskou Severnej Ameriky. Mount St. Helens (juhozápadný Washington) a Mount Fuji (Japonsko) sú vynikajúcimi príkladmi sopiek sond v zóne subdukcie vytvorených pozdĺž hraníc zbiehajúcich sa dosiek. Pozri: Výučba o hraniciach konvergenčných dosiek.
(3) Hranice transformácie
Jedna doska sa posúva vodorovne okolo druhej. Najznámejším príkladom je poruchová zóna San Andreas v Kalifornii, ktorá je náchylná na zemetrasenie a ktorá označuje hranicu medzi tichomorskými a severnými americkými platňami. Pozri: Výučba o hraniciach transformačných platní.
Tektonické platne a aktívne sopky sveta: Najaktívnejšie sopky sa nachádzajú pozdĺž hraníc tektonických platní alebo v ich blízkosti. Havajské sopky sa však vyskytujú uprostred Tichého oceánu a sú formované vulkanizmom nad havajským „hot spotom“ (pozri text). Zobrazené sú len niektoré Zeme s viac ako 500 aktívnymi sopkami (červené trojuholníky). Obrázok USGS. Klikni na zväčšenie.
Zemetrasenia a sopky na hraniciach taniera
Takmer všetky zemetrasenia na svete a aktívne sopky sa vyskytujú pozdĺž alebo v blízkosti hraníc dosiek s posunom Zeme. Prečo sa potom havajské sopky nachádzajú uprostred Tichého oceánu, viac ako 2 000 míľ od najbližšej hranice s akýmkoľvek iným tektonickým plátom? Zástancovia doskovej tektoniky spočiatku nemali žiadne vysvetlenie výskytu sopiek vo vnútri doskových platní (sopečný „intraplate“).
Hypotéza „Hot Spot“
Potom v roku 1963 poskytol kanadský geofyzik J. Tuzo Wilson dômyselné vysvetlenie v rámci doskovej tektoniky tým, že navrhol hypotézu „hot spot“. Wilsonsova hypotéza sa stala široko akceptovanou, pretože súhlasí s mnohými vedeckými údajmi o lineárnych sopečných ostrovných reťazcoch v Tichom oceáne všeobecne, a najmä o havajských ostrovoch.
Ako hlboké sú horúce miesta?
Podľa Wilsona výrazný lineárny tvar havajsko-cisárskeho reťazca odráža progresívny pohyb tichomorskej platne cez „hlboké“ a „pevné“ horúce miesto. V posledných rokoch vedci diskutovali o skutočnej hĺbke (hĺbkach) havajských a iných horúcich miest na Zemi. Rozprestierajú sa iba niekoľko sto kilometrov pod litosférou? Alebo siahajú tisíce kilometrov, možno až k hranici jadra plášťa Zeme?
Pohybujú sa horúce body?
Aj keď vedci všeobecne súhlasia s tým, že horúce miesta sú fixované v polohe vzhľadom na rýchlejšie sa pohybujúce nadradené platne, niektoré nedávne štúdie ukázali, že horúce miesta sa môžu v priebehu geologického času pomaly sťahovať. V každom prípade havajské horúce miesto čiastočne topí oblasť tesne pod prevažujúcou tichomorskou platňou a vytvára malé, izolované guľôčky roztavenej horniny (magma). Magma guľky, ktoré sú menej husté ako okolitá pevná hornina, sa spoja a vzostupne prechádzajú cez štrukturálne slabé zóny a nakoniec vybuchnú ako láva na dno oceánu, aby vybudovali sopky.
Havajská reťaz cisárov
Počas približne 70 miliónov rokov kombinované procesy vytvárania magmy, erupcie a nepretržitého pohybu tichomorskej platničky cez stacionárne horúce miesto zanechali stopu sopiek cez morské dno, ktoré teraz nazývame havajsko-cisársky reťazec. Ostrý ohyb v reťazci asi 2 200 kilometrov severozápadne od ostrova Havaj bol predtým interpretovaný ako významná zmena v smere pohybu tanierov okolo 43 - 45 miliónov rokov (Ma), ako to naznačujú veky sopiek, ktoré ohýbajú ohyb ,
Nedávne štúdie však naznačujú, že severný segment (reťaz cisárov) vznikol, keď sa horúce miesto presunulo na juh až do približne 45 mil. Potom prevládal pohyb dosiek na severozápad, čo viedlo k vytvoreniu havajského vyvýšenia „po prúde“ od hotspotu.
Havajské hot spot: Výrez pozdĺž havajského ostrovného reťazca ukazujúci odvodený plášť plášťa, ktorý priviedol havajské horúce miesto na prevažujúci pacifický tanier. Geologické veky najstaršej sopky na každom ostrove (pred Ma = miliónmi rokov) sú postupne staršie na severozápad, čo je v súlade s modelom horúcich miest pre vznik havarijného reťazca hrebeňov a cisárov. Upravená z obrázka Joela E. Robinsona, USGS, na mape „The Dynamic Dynamic Planet“ Simkin a ďalších, 2006.
Loihi Seamount: Aktívna podmorská sopka pri južnom pobreží Veľkého ostrova Havaj. Obrázok Creative Commons od Kmusser. Klikni na zväčšenie.
Vek ostrovov
Havajský ostrov je najjužnejším a najmladším ostrovom v reťazci. Najjužnejšia časť ostrova Havaj v súčasnosti prevyšuje horúce miesto a stále využíva kohútik magmatu, ktorý živí aktívne sopky. Löihi Seamount, aktívna podmorská sopka pri južnom pobreží ostrova Hawaiis, môže označovať začiatok zóny formovania magmatu na juhovýchodnom okraji horúceho miesta. S možnou výnimkou Maui sa ostatné havajské ostrovy posunuli severozápadne za horúce miesto - postupne boli odrezané od trvalého zdroja magmy a už nie sú sopečne aktívne.
Progresívny severozápadný posun ostrovov z miesta ich pôvodu na horúce miesto je dobre viditeľný podľa veku hlavných lávových tokov na rôznych havajských ostrovoch od severozápadu (najstarší) po juhovýchod (najmladší), uvedený v miliónoch rokov: Niihau a Kauai, 5,6 až 3,8; Oahu, 3,4 až 2,2; Molokai, 1,8 až 1,3; Maui, 1,3 až 0,8; a Havaj, menej ako 0,7 a stále rastie.
Aj pre samotný ostrov Havaj je relatívny vek jeho piatich sopiek kompatibilný s teóriou horúcich miest (pozri mapu, strana 3). Kohala v severozápadnom cípe ostrova je najstaršia a ukončila erupčnú činnosť pred približne 120 000 rokmi. Druhým najstarším je Mauna Kea, ktorý posledný vypukol asi pred 4 000 rokmi; ďalej je Hualälai, ktorý mal v písomnej histórii iba jednu erupciu (1800 - 1801). Napokon, Mauna Loa aj Kïlauea boli v posledných dvoch storočiach rázne a opakovane aktívne. Pretože rastie na juhovýchodnom okraji ostrova Mauna Loa, predpokladá sa, že Kïlauea je mladšia ako jeho obrovský sused.
Veľkosť havajského horúceho miesta nie je dobre známa, ale pravdepodobne je dostatočne veľká na to, aby zahŕňala a kŕmila v súčasnosti aktívne sopky Mauna Loa, Kïlauea, Löihi a prípadne aj Hualälai a Haleakalä. Niektorí vedci odhadujú, že havajské horúce miesto je asi 200 kilometrov široké, s oveľa užšími zvislými priechodmi, ktoré privádzajú magmu do jednotlivých sopiek.