Geologia

Plate Tectonics ja Hawaiian Hot Spot

Posted on
Kirjoittaja: Laura McKinney
Luomispäivä: 8 Huhtikuu 2021
Päivityspäivä: 26 Huhtikuu 2024
Anonim
Why Hawaii’s volcano is so UNUSUAL
Video: Why Hawaii’s volcano is so UNUSUAL

Sisältö


Kartta Tyynenmeren altaasta: Kartta Tyynenmeren altaasta, jossa näkyy Havaijin ridge-keisarin rantaketjun ja Aleutian kaivan sijainti. Peruskartta "Tämä dynaaminen planeetta".


Havaijin saarten alkuperä

Havaijin saaret ovat jättimäisten vulkaanisten vuorten huiput, joita muodostivat lukemattomat nestemäisen laavan purkaukset usean miljoonan vuoden ajan; jotkut tornit yli 30 000 jalkaa merenpohjan yläpuolella. Nämä valtameren pinnan yläpuolella nousevat tulivuorenhuiput edustavat vain valtavan sukellusveneen harjanteen, Havaijin harjun - keisarin rantaketjun, pieniä, näkyviä osia, jotka koostuvat yli 80 suuresta tulivuoresta.

Tämä alue ulottuu Tyynenmeren pohjan poikki Havaijin saarista Aleutian kaivoon. Pelkästään Hawaiian Ridge -segmentin pituus, Havaijin saaren ja Midway-saaren välillä luoteeseen, on noin 1 600 mailia, suunnilleen etäisyys Washington DC: stä Denveriin, Colorado. Tämän valtavan harjanteen muodostamiseksi puhkesi laavan määrä, noin 186 000 kuutiometriä, on enemmän kuin tarpeeksi peittämään Kalifornian osavaltio 1 mailin paksuisella kerroksella.




Levyrajojen tyypit: Lohkokaaviot erilaisista, yhdentyvistä ja muuntavien levyjen rajoista.

Plate Tectonics ja Hawaiian Hot Spot

1960-luvun alkupuolella liittyvät käsitteet "merenpohjan leviäminen" ja "levytektoniikka" nousivat voimakkaiksi uusiksi hypoteeseiksi, joita geologit käyttivät tulkitsemaan maapallon pintakerroksen piirteitä ja liikkeitä. Levytektonisen teorian mukaan maapallon jäykkä ulkokerros eli "litosfääri" koostuu noin kymmenestä levystä tai levystä, joista jokainen on keskimäärin 50-100 mailia paksu. Nämä levyt liikkuvat suhteessa toisiinsa muutaman tuuman keskimääräisellä nopeudella vuodessa - suunnilleen yhtä nopeasti kuin ihmisen kynnet kasvavat. Tutkijat tunnistavat kolmen yleisen tyyppiset rajat näiden liikkuvien levyjen välillä (katso kaaviot):


(1) Erilaiset rajat

Vierekkäiset levyt vetäytyvät toisistaan, esimerkiksi Mid-Atlantic Ridgessä, joka erottaa Pohjois- ja Etelä-Amerikan maat Euraasian ja Afrikan levyistä. Tämä vetäytyminen aiheuttaa "merenpohjan leviämistä", koska uusi materiaali alla olevasta vähemmän jäykästä kerroksesta tai "astenosfääristä" täyttää halkeamia ja lisää näitä merenpohjaisia ​​levyjä. Katso: Oppiminen erilaisista levyrajoista.

(2) Lähentyvät rajat

Kaksi levyä liikkuu kohti toisiaan ja yksi vedetään alas (tai "subduced") toisen alle. Konvergenssisia levyrajoja kutsutaan myös "subduktiovyöhykkeiksi", ja niille on tyypillistä Aleutian kaivos, jossa Tyynenmeren taso on alistettu Pohjois-Amerikan levyn alla. St. Helensin vuori (lounais-Washington) ja Fuji-vuori (Japani) ovat erinomaisia ​​esimerkkejä subduktiovyöhykkeiden tulivuoreista, jotka on muodostettu lähentyvien lautasten rajoja pitkin. Katso: Opettaminen yhtenäisistä levyrajoista.

(3) Muunna rajat

Yksi levy liukuu vaakatasossa toisen ohitse. Tunnetuin esimerkki on Kalifornian maanjäristysherkät San Andreasin vikavyöhykkeet, jotka osoittavat rajan Tyynenmeren ja Pohjois-Amerikan levyjen välillä. Katso: Opetus muunnoslevyrajoista.



Tektoniset levyt ja maailman aktiiviset tulivuoret: Aktiivisimmat tulivuoret sijaitsevat tektonilevyjä siirtävien maapallon rajoilla tai lähellä. Havaijin tulivuoria esiintyy kuitenkin Tyynenmeren lautasen keskellä, ja ne muodostuvat tulivuoresta Havaijin "kuumapisteen" yli (katso teksti). Vain jotkut maapallosta, joissa on yli 500 aktiivista tulivuoria, näkyvät tässä (punaiset kolmiot). USGS-kuva. Klikkaa suurentaaksesi.

Maanjäristykset ja tulivuoret lautasilla

Lähes kaikki maailman maanjäristykset ja aktiiviset tulivuoret tapahtuvat maapallon siirtävien levyjen rajoilla tai lähellä. Miksi sitten Havaijin tulivuoret sijaitsevat Tyynenmeren levyn keskellä, yli 2000 mailin päässä lähimmästä rajasta minkään muun tektonisen levyn kanssa? Levytektonikan kannattajilla ei aluksi ollut mitään selitystä tulivuorten esiintymiselle levyjen sisätiloissa ("levyn sisäinen" vulkanismi).

"Hot Spot" -hypoteesi

Sitten vuonna 1963, kanadalainen geofysiikko J. Tuzo Wilson tarjosi nerokkaan selityksen levytektonikan puitteissa esittämällä "hot spot" -hypoteesin. Wilsonin hypoteesia on tullut hyväksyä laajalti, koska se on hyvin yhtä mieltä suuresta osasta Tyynenmeren ja etenkin Havaijin saarten lineaarisia vulkaanisia saariketjuja koskevaa tieteellistä tietoa.

Kuinka syvät ovat kuumia pisteitä?

Wilsonin mukaan Havaijin keisariketjun erottuva lineaarinen muoto heijastaa Tyynenmeren levyn asteittaista liikettä "syvän" ja "kiinteän" kuuman pisteen yli. Viime vuosina tutkijat ovat keskustelleet Havaijin ja muiden Maan kuumien pisteiden todellisesta syvyydestä. Ovatko ne vain muutama sata mailia litosfäärin alapuolella? Vai ulottuvatko ne tuhansia mailia alaspäin, kenties Maapallon ydin-vaipparajaan?

Liikkuvatko kuumat pisteet?

Samoin, vaikka tutkijat ovat yleisesti yhtä mieltä siitä, että kuumat kohdat on kiinnitetty paikoilleen suhteessa nopeammin liikkuviin ohituslevyihin, jotkut viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että kuumat kohdat voivat kulkeutua hitaasti geologisen ajan kuluessa. Joka tapauksessa Havaijin kuuma piste sulaa osittain alueen yläpuolella vallitsevan Tyynenmeren tason alapuolelle tuottaen pieniä, eristettyjä sulan kiveä (magma). Vähemmän tiheä kuin ympäröivä kiinteä kallio, magman läiskät tulevat yhteen ja nousevat voimakkaasti rakenteellisesti heikkojen alueiden läpi ja purkautuvat lopulta laavaksi valtameren pohjalle rakentamaan tulivuoria.

Havaijin keisariketju

Noin 70 miljoonan vuoden aikana magman muodostumisen, purkautumisen ja Tyynenmeren lautasen jatkuvan liikkumisen läpi kiinteän kuumapisteen on jätetty tulivuorien jälkeä merenpohjan yli, jota me nyt kutsumme Havaijin-keisariketjuksi. Ketjun terävä taivutus noin 2200 mailia luoteeseen Havaijin saarta tulkittiin aiemmin merkittävänä muutoksena levyn liikesuunnassa noin 43-45 miljoonaa vuotta sitten (Ma), kuten suuntauksen takana olevien tulivuorten ikä ehdottaa. .

Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin viittaavat siihen, että pohjoinen segmentti (keisariketju), joka muodostui kuumana paikkana, siirtyi etelään noin 45 Maan päähän, kun se muuttui kiinteäksi. Tämän jälkeen vallitsi pohjoisen lautasliike, minkä seurauksena Havaijin harjanne muodostui "alavirtaan" hotspotista.

Havaijilainen kuuma piste: Leikkauskuva Havaijin saariketjua pitkin, mikä osoittaa päätelmän vaipan, joka on syöttänyt Havaijin kuuman paikan päälle tärkeällä Tyynenmeren levyllä. Kummankin saaren vanhimman tulivuoren (Ma = miljoonia vuosia sitten) geologiset ikälukemat ovat asteittain vanhempia luoteeseen, mikä on yhdenmukaista Havaijin ridge-keisarin rannikkoketjun alkuperäpistemallin kanssa. Muokattu USGS: n Joel E. Robinsonin kuvasta Simkinin ja muiden "Dynamic Planet" -kartalla, 2006.

Loihin merenranta: Aktiivinen sukellusveneen tulivuori Havaijin ison saaren etelärannikolla. Kmusserin Creative Commons -kuva. Klikkaa suurentaaksesi.

Saarten ikä

Havaiji on ketjun eteläisin ja nuorin saari. Havaijen saaren kaakkoisin osa on tällä hetkellä päällä kuuman paikan päällä ja napauttaa silti magman lähdettä aktiivisten tulivuortensa syöttämiseksi. Löihin merenranta, aktiivinen sukellusveneen tulivuori Havaijin etelärannikon saarella, saattaa merkitä magman muodostumisvyöhykkeen alkua kuumapisteen kaakkoisreunaan. Mauiia lukuun ottamatta muut Havaijin saaret ovat siirtyneet luoteeseen kuumapisteen ulkopuolelle - ne katkesivat peräkkäin jatkuvasta magman lähteestä eivätkä ole enää vulkaanisesti aktiivisia.

Saaren asteittainen luoteispoikkeama lähtöpisteestä kuumapisteen yli osoittaa hyvin useiden Havaijin saarten tärkeimpien laavavirtojen ikälukemat luoteesta (vanhin) kaakkoon (nuorin), miljoonina vuosina: Niihau ja Kauai, 5,6-3,8; Oahu, 3,4 - 2,2; Molokai, 1,8-1,3; Maui, 1,3 - 0,8; ja Havaijilla, alle 0,7 ja kasvavat edelleen.

Jo pelkästään Havaijin saaren osalta sen viiden tulivuoren suhteellinen ikä on yhteensopiva kuumapisteteorian kanssa (katso kartta, sivu 3). Saaren luoteiskulmassa oleva Kohala on vanhin, koska se on lopettanut purkautuvan toiminnan noin 120 000 vuotta sitten. Toiseksi vanhin on Mauna Kea, joka puhkesi viimeksi noin 4000 vuotta sitten; Seuraava on Hualälai, jolla on ollut vain yksi purkaus (1800-1801) kirjallisessa historiassa. Viimeinkin sekä Mauna Loa että Kïlauea ovat olleet voimakkaasti ja toistuvasti aktiivisia kahden viime vuosisadan aikana. Koska Kïlauea kasvaa Mauna Loan kaakkoisosassa, sen uskotaan olevan nuorempi kuin valtava naapurinsa.

Havaijin kuumien pisteiden kokoa ei tunneta hyvin, mutta oletetaan, että se on riittävän suuri kattamaan Mauna Loan, Kïlauea, Löihin ja mahdollisesti myös Hualälai ja Haleakalän tulivuoret. Jotkut tutkijat ovat arvioineet, että Havaijin hot spot on noin 200 mailia poikkipinta-ala, ja kapeammat pystysuorat käytävät antavat magman yksittäisille tulivuoreille.