תוֹכֶן
- מקורם של איי הוואי
- טקטוניקת צלחת והספוט החם ההוואי
- (1) גבולות שונים
- (2) גבולות מתכנסים
- (3) לשנות גבולות
- רעידות אדמה והרי געש בגבולות צלחת
- השערת "נקודה חמה"
- כמה עמוקים הם כתמים חמים?
- האם כתמים חמים עוברים דירה?
- שרשרת הקיסרים בהוואי
- עידן האיים
מפת אגן האוקיאנוס השקט: מפה של אגן האוקיאנוס השקט המציגה את מיקומה של שרשרת התפר Raw-Emperor Seamount ותעלה Aleutian. מפת בסיס מתוך "הכוכב הדינמי הזה."
מקורם של איי הוואי
איי הוואי הם פסגות של הרים געשיים ענקיים שנוצרו על ידי אינספור התפרצויות של לבה נוזלית במשך כמה מיליוני שנים; כמה מגדלים שגובהם יותר מ -30,000 רגל מעל קרקעית הים. הפסגות הגעשיות הללו המתנשאות מעל פני האוקיאנוס מייצגות רק את החלק הזעיר והנראה לעין של רכס צולל עצום, הרכס ההוואי - שרשרת הקיסר סאימונט, המורכבת מיותר מ -80 הרי געש גדולים.
טווח זה משתרע על פני קרקעית האוקיאנוס השקט, מאיי הוואי ועד לתעלה האלוטיאית. אורכו של קטע הוואי רידג 'בלבד, בין האי הוואי לאי מידווי לצפון-מערב, הוא כ- 1,600 מיילים, בערך המרחק מוושינגטון, די.סי., לדנוור, קולורדו. כמות הלבה שהתפרצה ליצירת הרכס העצום הזה, בערך 186,000 מ"ק, היא די והספיקה בכדי לכסות את מדינת קליפורניה בעובי של קילומטר וחצי.
סוגי גבולות הלוח: דיאגרמות חסימות של גבולות צלחות שונות, מתכנסות והופכות.
טקטוניקת צלחת והספוט החם ההוואי
בתחילת שנות השישים, המושגים הקשורים ל"התפשטות קרקעית הים "ו"טקטוניקת צלחות" הופיעו כהשערות חדשות עוצמתיות בהן השתמשו הגיאולוגים כדי לפרש את התכונות והתנועות של שכבת פני האדמה. על פי התיאוריה הטקטונית של הלוח, השכבה החיצונית הנוקשה של כדור הארץ, או "ליתוספרה", מורכבת כתריסר לוחות או צלחות, כל אחד מהם בעובי של 50 עד 100 מיילים. צלחות אלה נעות זו בזו במהירויות ממוצעות של כמה סנטימטרים בשנה - בערך מהר ככל שציפורני האדם גדלות. מדענים מזהים שלושה סוגים נפוצים של גבולות בין הלוחות הנעים הללו (ראה דיאגרמות):
(1) גבולות שונים
צלחות סמוכות מתפרקות זו מזו, כמו למשל ברכס אמצע האטלנטי, המפריד בין הפאטים הצפוניים לדרום אמריקה לבין צלחות אירואסיה ואפריקה. התנתקות זו גורמת ל"התפשטות קרקעית הים "כחומר חדש מהשכבה הפחות נוקשה, או" אסתנוספירה ", ממלא את הסדקים ומוסיף לצלחות האוקיאניות הללו. ראו: הוראה על גבולות צלחות שונות.
(2) גבולות מתכנסים
שתי צלחות נעות זו כלפי זו ואחת נגררת למטה (או "מתבצעת") מתחת לשנייה. גבולות הצלחת המתכנסים נקראים גם "אזורי כניסה" והם מאופיינים על ידי התעלה האלוטיאית, שם מועברת צלחת האוקיאנוס השקט מתחת לצלחת צפון אמריקה. הר סנט הלנס (דרום-מערבי וושינגטון) והר פוג'י (יפן) הם דוגמאות מצוינות להרי געש באזור תת-הכרה שנוצרו לאורך גבולות הצלחת המתכנסים. ראו: הוראה על גבולות צלחת מתכנסים.
(3) לשנות גבולות
צלחת אחת מחליקה אופקית על פני אחרת. הדוגמה הידועה ביותר היא אזור התקלות המועבר ברעידת האדמה סן אנדראס בקליפורניה, המסמן את הגבול בין צלחות השקט לצפון אמריקה. ראה: הוראה על גבולות צלחת שינוי.
צלחות טקטוניות ורי געש פעילים של העולם: מרבית הרי הגעש הפעילים ממוקמים לאורך או בסמוך לגבולות כדור הארץ המעביר לוחות טקטוניים. הרי געש בהוואי, לעומת זאת, מתרחשים באמצע צלחת האוקיאנוס השקט ונוצרים על ידי הרי געש מעל ה"נקודה החמה "של הוואי (ראו טקסט). רק חלק מכדור הארץ יותר מ- 500 הרי געש פעילים מוצגים כאן (משולשים אדומים). תמונה של USGS. לחץ להגדלה.
רעידות אדמה והרי געש בגבולות צלחת
כמעט כל רעידות האדמה והרי הגעש הפעילים של העולמות מתרחשים לאורך או בסמוך לגבולות הצלחות המשתנות של כדור הארץ. מדוע אם כן, הרי הגעש בהוואי ממוקמים באמצע צלחת האוקיאנוס השקט, יותר מ -2,000 מיילים מהגבול הקרוב ביותר עם כל צלחת טקטונית אחרת? לחסידי טקטוניקת הצלחות בהתחלה לא היה שום הסבר להתרחשותם של הרי געש בתוך פנים הצלחות (וולקנות "תוך-לוחית").
השערת "נקודה חמה"
ואז בשנת 1963, ג'יי טוזו ווילסון, גיאופיזיקאי קנדי, סיפק הסבר גאוני במסגרת טקטוניקת הצלחות בכך שהציע את השערת "הנקודה החמה". ההשערה של וילסון הגיעה להתקבל באופן נרחב, מכיוון שהיא מסכימה היטב עם חלק גדול מהנתונים המדעיים על שרשראות אי וולקניות ליניאריות באוקיאנוס השקט בכלל - ואיי הוואי בפרט.
כמה עמוקים הם כתמים חמים?
על פי וילסון, הצורה הליניארית הייחודית של שרשרת הקיסרים בהוואי משקפת את התנועה המתקדמת של צלחת האוקיאנוס השקט מעל נקודה חמה "עמוקה" ו"קבועה ". בשנים האחרונות מדענים מתלבטים לגבי העומק (ים) בפועל של נקודות חמות הוואי וכדור הארץ האחרים. האם הם משתרעים רק כמה מאות מיילים מתחת לליטוספרה? או שהם נמתחים לאורך אלפי מיילים, אולי עד גבול ליבת המעטפת של כדור הארץ?
האם כתמים חמים עוברים דירה?
כמו כן, בעוד שמדענים כלליים מסכימים שנקודות חמות קבועות במיקום ביחס ללוחיות העוקפות מהירות יותר, כמה מחקרים שנעשו לאחרונה הראו שנקודות חמות יכולות לנדוד לאט לאורך זמן גיאולוגי. בכל מקרה, הנקודה החמה בהוואי נמסה בחלקה את האזור ממש מתחת לפלטת האוקיאנוס השקט, ומייצרת גבעות קטנות ומבודדות של סלע מותך (מאגמה). גבעות המאגמה פחות צפופות מהסלע המוצק שמסביב, מתגבשות יחד ומתנשאות בציפה דרך אזורים חלשים מבחינה מבנית ובסופו של דבר מתפרצות כמו לבה על קרקעית האוקיינוס לבניית הרי געש.
שרשרת הקיסרים בהוואי
התהליך המשולב של היווצרות מאגמה, התפרצות ותנועה מתמדת של צלחת האוקיאנוס השקט לאורך הנקודה החמה הנייחת הותירו לאורך מסלול של כ -70 מיליון שנה את מסלול הרי הגעש על פני קרקעית האוקיאנוס שכיום אנו מכנים "שרשרת הקיסרים הוואי". עיקול חד בשרשרת כ -2,200 מיילים מצפון-מערב לאי הוואי התפרש בעבר כשינוי משמעותי בכיוון תנועת הצלחות לפני כ- 43-45 מיליון שנה (מא), כפי שהציעו עידן הרי הגעש הנוצרים בעיקול. .
עם זאת, מחקרים עדכניים מראים כי הקטע הצפוני (שרשרת הקיסר) נוצר כשהנקודה החמה נעה דרומה עד לערך 45 מ ', אז היא התקבעה. לאחר מכן שררה תנועת צלחות צפון-מערבית, וכתוצאה מכך נוצרה רכס הוואי "במורד הזרם" מהנקודה החמה.
נקודה חמה בהוואי: מבט חתוך לאורך שרשרת האי בהוואי המציג את פלומת המעטפת המסקרית שהאכילה את המקום החם בהוואי בצלחת האוקיאנוס השקט. הגילאים הגיאולוגיים של הר הגעש העתיק ביותר בכל אי (Ma = לפני מיליוני שנים) ישנים בהדרגה מצפון-מערב, בקנה אחד עם מודל הנקודה החמה למוצא שרשרת הרמי-קיסר Seamount. השתנה מתמונתו של ג'ואל א. רובינסון, USGS, במפה "הכוכב הדינמי הזה" של סימקין ואחרים, 2006.
Loihi Seamount: הר געש צוללת פעיל מול החוף הדרומי של האי הגדול בהוואי. תמונת Creative Commons מאת Kmusser. לחץ להגדלה.
עידן האיים
האי הוואי הוא האי הדרומי-מזרחי והצעיר ביותר בשרשרת. החלק הדרומי-מזרחי ביותר של האי הוואי שוכן כיום על המקום החם ועדיין מקיש על מקור המאגמה כדי להאכיל את הרי הגעש הפעילים שלו. Löihi Seamount, הר הגעש הצוללת הפעיל מול חופי דרום האי של הוואי, עשוי לסמן את תחילת אזור היווצרות המאגמה בקצה הדרום-מזרחי של הנקודה החמה. למעט האפשר של מאווי, שאר האיים בהוואי עברו צפונה מערבה מעבר לנקודה החמה - הם נותקו ברציפות ממקור המאגמה המתמשכת והם כבר לא פעילים וולקנית.
הסחף הצפוני-מערבי המתקדם של האיים מנקודת מוצאם מעל הנקודה החמה מוצג היטב בעידן זרמי הלבה העיקריים באיי הוואי השונים מצפון-מערב (העתיק ביותר) לדרום-מזרח (הצעיר ביותר), שניתנו תוך מיליוני שנים: Niihau וקוואי, 5.6 עד 3.8; אואהו, 3.4 עד 2.2; מולוקאי, 1.8 עד 1.3; מאווי, 1.3 עד 0.8; והוואי, פחות מ- 0.7 ועדיין צומחת.
אפילו עבור האי הוואי בלבד, הגילאים היחסיים של חמש הרי הגעש שלו תואמים את תיאוריית הנקודות החמות (ראו מפה, עמוד 3). קוהלה, בפינה הצפונית-מערבית של האי, היא העתיקה ביותר, לאחר שהפסיקה פעילות התפרצות לפני כ -120,000 שנה. השנייה הוותיקה ביותר היא מאונה קאה, שהתפרצה לאחרונה לפני כ -4,000 שנה; הבא הוא Hualälai, שהיה לו רק התפרצות אחת (1800-1801) בהיסטוריה הכתובה. לבסוף, גם מאונה לואה וגם קילואה היו פעילים במרץ ושוב ושוב בשתי המאות האחרונות. מכיוון שהוא צומח באגף הדרום-מזרחי של מאונה לואה, ההערכה היא כי קילואה צעירה יותר משכנתה הענקית.
גודל הנקודה החמה בהוואי אינו ידוע, אך יש להניח שהוא מספיק גדול בכדי להקיף ולהאכיל את הרי הגעש הפעילים כיום של מאונה לואה, קילאה, לויהי, ואולי גם חואלאיי והלייקאלה. חלק מהמדענים העריכו את נקודת החום של הוואי כ- 200 מיילים לרוחב, עם מעברים אנכיים צרים הרבה יותר המזינים מאגמה לרי הגעש הבודדים.