Geologi

Platta Tektonik och Hawaiian Hot Spot

Posted on
Författare: Laura McKinney
Skapelsedatum: 8 April 2021
Uppdatera Datum: 26 April 2024
Anonim
Why Hawaii’s volcano is so UNUSUAL
Video: Why Hawaii’s volcano is so UNUSUAL

Innehåll


Pacific Basin Map: Karta över Stillahavsområdet som visar platsen för Hawaiian Ridge-Emperor Seamount Chain och Aleutian Trench. Baskarta från "This Dynamic Planet."


Ursprunget på Hawaiianöarna

Hawaiianöarna är toppen av gigantiska vulkaniska berg som bildats av otaliga utbrott av flytande lava under flera miljoner år; vissa torn är mer än 30 000 fot över havsbotten. Dessa vulkaniska toppar som stiger över havsytan representerar endast den lilla, synliga delen av en enorm ubåtrygg, Hawaiian Ridge - Emperor Seamount Chain, som består av mer än 80 stora vulkaner.

Denna serie sträcker sig över Stilla havsbotten från Hawaiianöarna till Aleutian-diken. Längden på Hawaiian Ridge-segmentet ensam, mellan Island of Hawaii och Midway Island i nordväst, är cirka 1 600 mil, ungefär avståndet från Washington, D.C., till Denver, Colorado. Mängden lava som bröt ut för att bilda denna enorma ås, cirka 186 000 kubik miles, är mer än tillräckligt för att täcka delstaten Kalifornien med ett skikt på 1 mil tjock.




Typer av plattgränser: Blockdiagram över divergerande, konvergerande och transformerande plattgränser.

Platta Tektonik och Hawaiian Hot Spot

I början av 1960-talet framkom de relaterade begreppen "havsgolvspridning" och "plattaktonik" som kraftfulla nya hypoteser som geologer använde för att tolka funktionerna och rörelserna i jordens ytskikt. Enligt platt-tektonisk teori består jordens stela yttre skikt, eller "litosfär," av cirka ett dussin plattor eller plattor, var och en i genomsnitt 50 till 100 mil tjock. Dessa plattor rör sig relativt varandra med en genomsnittlig hastighet på några tum per år, ungefär lika snabb som mänskliga naglar växer. Forskare känner igen tre vanliga typer av gränser mellan dessa rörliga plattor (se diagram):

(1) Divergenta gränser

Intilliggande plattor dras isär, till exempel vid Mid-Atlantic Ridge, som skiljer Nord- och Sydamerikapatterna från Eurasien och Afrikaplattorna. Denna borttagning orsakar "havsgolvspridning" som nytt material från det underliggande mindre styva skiktet, eller "asthenosfären", fyller sprickorna och lägger till dessa oceaniska plattor. Se: Undervisning om avvikande plattgränser.


(2) Konvergenta gränser

Två plattor rör sig mot varandra och en dras ned (eller "subduktad") under den andra. Konvergenta plattgränser kallas också "subduktionszoner" och kännetecknas av Aleutian Trench, där Pacific Plate subduceras under North America Plate. Helens Mount (sydväst Washington) och Mount Fuji (Japan) är utmärkta exempel på vulkaner i subduktionszoner som bildas längs konvergenta plattgränser. Se: Undervisning om konvergenta plattgränser.

(3) Transformera gränser

En platta glider horisontellt förbi en annan. Det mest kända exemplet är den jordbävningsutsatta San Andreas Fault Zone i Kalifornien, som markerar gränsen mellan Stilla havet och Nordamerika. Se: Undervisning om gränser för omvandling av plattor.



Tektoniska plattor och aktiva vulkaner i världen: De flesta aktiva vulkanerna ligger längs eller nära gränserna för jordens skiftande tektoniska plattor. Hawaiianska vulkaner förekommer emellertid i mitten av Pacific Plate och bildas av vulkanism över Hawaiian "Hot Spot" (se text). Endast några av jordens mer än 500 aktiva vulkaner visas här (röda trianglar). USGS-bild. Klicka för att förstora.

Jordbävningar och vulkaner på plattgränser

Nästan alla världens jordbävningar och aktiva vulkaner inträffar längs eller nära gränserna för jordens skiftplattor. Varför ligger de hawaiianska vulkanerna mitt i Pacific Plate, mer än 2 000 mil från närmaste gräns med någon annan tektonisk platta? Förespråkarna för plattaktonik hade till en början ingen förklaring till förekomsten av vulkaner inom plattinredningar ("intraplate" vulkanism).

Hypotesen "Hot Spot"

Sedan 1963 gav J. Tuzo Wilson, en kanadensisk geofysiker, en genial förklaring inom ramen för plattaktonik genom att föreslå hypotesen "hot spot". Wilsons hypotes har kommit att accepteras i stor utsträckning, eftersom den stämmer väl med mycket av den vetenskapliga informationen om linjära vulkaniska ökkedjor i Stilla havet i allmänhet - och Hawaiiöarna i synnerhet.

Hur djupa är heta fläckar?

Enligt Wilson återspeglar den karakteristiska linjära formen på Hawaiian-Emperor Chain den progressiva rörelsen av Pacific Plate över en "djup" och "fast" het plats. Under de senaste åren har forskare diskuterat det verkliga djupet på Hawaiian och andra hotspots på jorden. Förlänger de bara några hundra mil under litosfären? Eller sträcker de sig ner tusentals mil, kanske till jordens kärnmantelgräns?

Flyttar heta fläckar?

Även om forskare generellt håller med om att heta ställen är fixerade i position relativt de snabbare rörliga överliggande plattorna, har några nya studier visat att heta ställen kan migrera långsamt under geologisk tid. Hur som helst smälter Hawaiian hot spot delvis regionen strax under den övergripande Pacific Plate och producerar små, isolerade klatter av smält sten (magma). Mindre täta än den omgivande fasta berget, magma klumpar samman och stiger flytande genom strukturellt svaga zoner och slutligen utbrott som lava på havsbotten för att bygga vulkaner.

Hawaiian-kejsarkedjan

Under en sträcka av cirka 70 miljoner år har de kombinerade processerna för magdannelse, utbrott och kontinuerlig rörelse av Stillahavsplattan över den stationära heta platsen lämnat spåren av vulkaner över havsbotten som vi nu kallar Hawaiian-Emperor Chain. En skarp krökning i kedjan ungefär 2200 mil nordväst om ön Hawaii tolkades tidigare som en stor förändring i riktningen för plattrörelsen för cirka 43-45 miljoner år sedan (Ma), vilket föreslogs av vulkanernas åldrar som fäste böjningen .

Nya studier tyder emellertid på att det norra segmentet (kejsarkedjan) bildades när den heta platsen rörde sig söderut tills cirka 45 Ma, då det blev fixerat. Därefter rådde nordvästlig plattrörelse, vilket resulterade i bildandet av Hawaiian Ridge "nedströms" från hotspot.

Hawaiian Hot Spot: En avskuren vy längs den hawaiianska ö-kedjan som visar den slutsatset av mantel som har matat Hawaiian hot spot på den övervägande Pacific Plate. De geologiska åldrarna för den äldsta vulkanen på varje ö (Ma = för miljoner år sedan) är successivt äldre mot nordväst, i överensstämmelse med hot spot-modellen för ursprunget till Hawaiian Ridge-Emperor Seamount Chain. Ändrad från bild av Joel E. Robinson, USGS, på "This Dynamic Planet" -kartan över Simkin och andra, 2006.

Loihi Seamount: En aktiv ubåt vulkan utanför södra kusten på Big Island Hawaii. Creative Commons-bild av Kmusser. Klicka för att förstora.

Öarnas ålder

Ön Hawaii är den sydöstligaste och yngsta ön i kedjan. Den sydostligaste delen av ön Hawaii ligger för närvarande över den heta platsen och tappar fortfarande magkällan för att mata sina aktiva vulkaner. Löihi Seamount, den aktiva ubåten vulkan utanför ön Hawaii sydkust, kan markera början på zon för magdannelse vid den sydöstra kanten av den heta platsen. Med det eventuella undantaget från Maui har de andra Hawaiianöarna flyttat nordväst bortom den heta platsen - de var successivt avskurna från den upprätthållande magma-källan och är inte längre vulkaniskt aktiva.

Den progressiva nordvästliga drift av öarna från deras ursprungspunkt över den heta platsen visas väl av åldrarna av de viktigaste lavaflödena på de olika Hawaiianöarna från nordväst (äldst) till sydost (yngst), givet på miljoner år: Niihau och Kauai, 5,6 till 3,8; Oahu, 3,4 till 2,2; Molokai, 1,8 till 1,3; Maui, 1,3 till 0,8; och Hawaii, mindre än 0,7 och växer fortfarande.

Även för ön Hawaii ensam är de relativa åldrarna för dess fem vulkaner förenliga med hot-spot-teorin (se karta, sidan 3). Kohala, på öns nordvästra hörn, är den äldsta, efter att ha upphört med utbrott för ungefär 120 000 år sedan. Den näst äldsta är Mauna Kea, som senast utbröt för cirka 4 000 år sedan; nästa är Hualälai, som bara har haft ett utbrott (1800-1801) i skriftlig historia. Slutligen har både Mauna Loa och Kïlauea varit kraftfulla och upprepade gånger aktiva under de senaste två århundradena. Eftersom den växer på den sydöstra flanken av Mauna Loa, tros Kïlauea vara yngre än sin enorma granne.

Storleken på den hawaiiska hotspotsen är inte väl känd, men den är förmodligen stor nog för att omfatta och mata de nuvarande aktiva vulkanerna Mauna Loa, Kïlauea, Löihi och eventuellt också Hualälai och Haleakalä. Vissa forskare har uppskattat Hawaiian hotspot till cirka 200 mil över, med mycket smalare vertikala passager som matar magma till de enskilda vulkanerna.