Hawaiis geologi

Hawaiis geologi - Hawaiiöarnas  geologiska struktur , deras ursprung och utveckling, beskrivs på grundval av studiet av geologiska processer, sammansättning och struktur av jordskorpan i denna region .

Den hawaiianska skärgården är geologiskt nära besläktad med de hawaiianska och kejserliga undervattensryggarna som ligger på Stilla havets litosfäriska plattan.

Geologiska processer

De viktigaste processerna på grund av vilka Hawaiiöarna bildades (endogena geologiska processer ):

De viktigaste processerna som förstör Hawaiiöarna (exogena geologiska processer ):

Historik

Vetenskapliga expeditioner

De första naturforskarna som började studera vulkaniska processer på Hawaiiöarna var resenärer som en del av havsexpeditioner till Hawaii:

1840-1841 var den amerikanske mineralogen James Dana en del av en stor amerikansk Stillahavsexpedition ledd av Charles Wilkes . På toppen av Mauna Loa mätte han tyngdkraften med en pendel . Samlade prover av lava, beskrev den sköldformade formen av Hawaii-vulkaner. Missionären Titus Koan fortsatte på Dans begäran att observera vulkaner. Detta möjliggjorde publiceringen av den första vetenskapliga rapporten (1949) [3] .

1880-1881 fortsatte Dana att studera Hawaii, han bekräftade (genom graden av erosion ) ökningen av öarnas ålder i nordvästlig riktning. Han drog slutsatsen att den hawaiiska kedjan bestod av två vulkankedjor belägna längs separata parallella banor. Han döpte dem:

Han föreslog närvaron av en sprucken zon där - "Great Dana Fault", hans teori existerade fram till mitten av 1900-talet [4]

Under expeditionen 1884-1887 expanderade C. I. Dutton på Danas idéer:

Permanenta observationer

Sedan 1820-talet har kristna missionärer bosatt sig på öarna, som ständigt har kunnat iaktta den hawaiianska naturen. Bland dem [6] :

Hawaiis första vetenskapliga organisationer och tidskrifter:

Åren 1911-1912 grundade geologerna Thomas Jaggar från Massachusetts Institute of Technology , Reginald Daly från Harvard University och vulkanologen Frank Perret Hawaiian Volcanic Observatory på toppen av Kilauea Volcano .

1946 skapade Harold Sternsom en evolutionär modell för bildandet av öar baserad på en mer exakt bestämning av stenarnas ålder [8]

År 1963 utvecklade John Tuzo Wilson den klassiska "hot spot" -teorin om vulkaniska hotspots . Han föreslog att en enda fast mantelplym ("mantelplym") orsakar ett utbrott och konstruktionen av en vulkan, som sedan dras tillbaka och isoleras från uppvärmningskällan genom rörelsen av den Stillahavslitosfäriska plattan . Som ett resultat av denna process, under miljontals år, blir vulkanen mindre aktiv och förstörs slutligen av erosion och lämnar under havsnivån . Enligt denna teori inträffade en kink runt 60° där de kejserliga och hawaiiska segmenten av kedjan visade en förändring i Stillahavsplattans riktning.

Sedan 1970-talet har den hawaiiska havsbottnen undersökts i detalj av ekolod och undervattensvatten [9] [10] från 1994 till 1998 [11] , vilket bekräftar teorin om Hawaiian hotspot.

Dessförinnan trodde man länge att den hawaiianska skärgården var en "förkastningszon" av jordskorpan , även om en konsekvent olika ålder av vulkaner längs denna förkastning redan har bestämts [12] .

2003 dök en ny teori upp - den "mobila Hawaiian hotspot", som tyder på att krökningen för 47 miljoner år sedan orsakades av en förändring i plymens rörelse och inte Stillahavsplattan .

Hawaiiansk vulkanism

Aktiva hawaiianska vulkaner är belägna ovanför Hawaiian hotspot som värmer vulkankamrarna och orsakar utbrott. För närvarande aktiva ligger ovanför hotspot: Kilauea , Mauna Loa och undervattensvulkanen Loihi .

Hawaii-vulkaner kännetecknas av utbrott av "hawaiansk typ"  - de kännetecknas av utgjutningar av flytande, mycket rörlig lava, som bildar stora platta fält av långt flytande lava. Pyroklastisk material är praktiskt taget frånvarande.

Aktiva hawaiiska vulkaner kännetecknas av frekventa sprickutbrott (sprickzoner är deras karakteristiska särdrag) [13] .

Sköldvulkaner (i form av en sköld) bildade Hawaiiöarna . Mauna Loas bredd är cirka 120 km, och dess undervattensbas (193 km bred) går till ett djup av 5791 meter [14] . Således är vulkanens höjd från dess undervattensbas 9960 meter. Vulkanen har den största volymen och lavaspillområdet (bland ytvulkaner) - omkring 5 200 km² - den största ytskyddsvulkanen på jorden .

Hawaii-vulkaner har vanligtvis 4 stadier i sin utveckling (exempel på vulkaner):

  1. Tidigt alkaliskt stadium - ubåtsvulkanism ( Loihi )
  2. Sköldstadium - cirka 95 % av vulkanens lavavolym hälls ut ( Kilauea och Mauna Loa )
  3. Alkaliskt stadium efter sköld - tätare lava skapar laterala vulkaniska koner ( Mauna Kea har passerat detta stadium)
  4. Stadium av återupplivning (föryngring) - lavor av olika kemi bryter ut för sista gången efter en lång period av vila och erosion, bygg en kon över kalderan ( Mauna Kea ).

Jordbävningar och jordskred

Under 85 miljoner år har den hawaiiska punkten skapat minst 129 vulkaner, varav 123 är utdöda, 4 är aktiva och 2 är vilande vulkaner [15] .

När massan och volymen av vulkaner ökar bryter deras kanter av och glider ner i havet. Kartläggning av havsbotten har avslöjat minst 70 stora jordskred på Hawaii som sträcker sig från 20 till 200 kilometer breda och upp till 5 000 kubikkilometer i volym. Dessa jordskred kan delas in i två huvudkategorier:

Vulkanism genererar jordbävningar som också orsakar lavasprickor, stenfall och jordskred.

Mineralogi och petrologi

Inom mineralogi och petrologi för att hedra Hawaii utnämndes karaktäristiskt för dem: [17] :

Evolution

En ös livscykel består av flera stadier eller faser:

Se även

Vulkaner på ön Hawaii och deras gränser på kartan:
  1. Kohala ( 1670 m ) - utdöd;
  2. Mauna Kea ( 4205 m ) - vilande;
  3. Hualalai ( 2523 m ) - vilande;
  4. Mauna Loa ( 4169 m ) - aktiv;
  5. Kilauea ( 1247 m ) - aktiv;
  6. Loihi ( −975 m ) - undervattensaktiv.

Anteckningar

  1. ↑ Barnard WM tidigaste bestigningar av vulkanen Mauna Loa, Hawaii Arkiverad 18 september 2009 på Wayback Machine // Hawaiian Journal of History. 1991 vol. 25. S. 53-70.
  2. ↑ Macrae J. WF Wilson, red. Med Lord Byron på Sandwichöarna 1825: Being Extracts from the MS Diary of James Macrae, Scottish Botanist. 1922. ISBN 978-0-554-60526-5 .
  3. ↑ Dana JD På Hawaiiöarna // United States Exploring Expedition: Under året 1838, 1839, 1840, 1841, 1842. Vol. 10: Geologi . New York, London: G. Putnam, 1849, s. 155-284.
  4. ↑ GR Foulger The Emperor and Hawaiian Volcanic Chains: Hur väl passar de in i plymhypotesen? . Hämtad 1 april 2009. Arkiverad från originalet 16 januari 2012.
  5. ↑ Volcanism in Hawaii: tidningar för att fira 75-årsdagen av grundandet av Hawaii Volcano Observatory  . - United States Geological Survey, 1987. - Vol. ett.
  6. ↑ Ziegler AC Den bosatta amatörnaturforskarperioden // Hawaiiansk naturhistoria, ekologi och evolution. Honolulu: University of Hawai'i Press, 2002, s. 381-386.
  7. ↑ Babb JL, Kauahikaua JP, Tilling RI Berättelsen om Hawaiian Volcano Observatory – En anmärkningsvärd första 100 år av spårning av utbrott och jordbävningar: US Geological Survey General Information Product 135, 2011. 60 sid. usgs.gov Arkiverad 7 december 2017 på Wayback Machine .
  8. ↑ RA Apple Thomas A. Jaggar, Jr., och Hawaiian Volcano Observatory . Hawaiian Volcano Observatory; United States Geological Survey (4 januari 2005). Arkiverad från originalet den 14 juni 2009.
  9. ↑ RJ Van Wyckhouse Synthetic Bathymetric Profiling System (SYNBAPS) (länk inte tillgänglig) . Försvarets tekniska informationscentral (1973). Datum för åtkomst: 25 oktober 2009. Arkiverad från originalet den 27 februari 2012. 
  10. ↑ H. Rance; H.Rance. Historisk geologi: Nutiden är nyckeln till det  förflutna . - QCC Press, 1999. - P. 405-407.
  11. ↑ MBARI Hawaii Multibeam Survey . Monterey Bay Aquarium Research Institute (1998). Hämtad 29 mars 2009. Arkiverad från originalet 12 augusti 2016.
  12. ↑ Aprodov V.A. Imperial-Hawaiian förkastningszon // Vulkaner. M.: Tanke, 1982. S. 303-306. (Serien Nature of the World)
  13. ↑ Hur vulkaner fungerar: Skydda vulkaner (länk ej tillgänglig) . San Diego State University. Datum för åtkomst: 25 januari 2012. Arkiverad från originalet 2 januari 2014. 
  14. ↑ Enligt Bishop Museum i Honolulu , 2017.
  15. ↑ K. Rubin Svar till Ask-An-Earth-Scientist . University of Hawaii. Hämtad 11 maj 2009. Arkiverad från originalet 13 augusti 2016.
  16. ↑ B.C. Kerr. Seismisk stratigrafi av Detroit Seamount, Hawaiian Emperor seamount kedja: Post-hot-spot sköldbyggande vulkanism och avsättning av Meiji-driften  //  Geochemistry, Geophysics, Geosystems: journal. - Stanford University , 2005. - 12 juli ( vol. 6 , nr. 7 ). — P. n/a . - doi : 10.1029/2004GC000705 . - .
  17. ↑ Petrologisk engelsk-rysk ordbok. M.: Mir, 1986. S. 219.
  18. ↑ Nya Kīlauea-statusrapporter, uppdateringar och informationssläpp . United States Geological Survey—Hawaiian Volcano Observatory. Hämtad 15 mars 2009. Arkiverad från originalet 25 januari 2005.
  19. ↑ Seamounts . Encyclopædia Britannica . Britannica Inc. (1913). Hämtad 15 mars 2009. Arkiverad från originalet 26 april 2015.

Länkar