Hawaiis vulkanske hotspot

Under Hawaiiske øer, der er en vulkanisk "hot spot", et hul i jordskorpen, der giver lava mulighed for at overflade og lag. I løbet af millioner af år danner disse lag bjerge af vulkansk klippe, der til sidst bryder overfladen af Stillehavet, danner øer. Da Pacific Plate meget langsomt bevæger sig over det hotte sted, dannes nye øer. Det tog 80 millioner år at oprette den nuværende kæde af Hawaiiske øer.

I 1963 introducerede John Tuzo Wilson, en canadisk geofysiker, en omstridt teori. Han antagede, at der var et varmt sted under Hawaiiøerne - en mantelpude med koncentreret geotermisk varme, der smeltede klippe og steg op som magma gennem brud under Jordens skorpe.

På det tidspunkt, de blev introduceret, var Wilsons ideer meget kontroversielle, og mange tvivlsomme geologer accepterede ikke teorier om pladetektonik eller hot spots. Nogle forskere troede, at vulkanområder kun var midt i pladerne og ikke ved subduktionszoner.

Dr. Wilsons hotspothypotese hjalp dog med at stivne argumentet for pladetektonik. Han fremlagde beviser for, at Stillehavspladen langsomt var blevet dræbt over et dybt siddende varmt sted for 70 millioner år og efterlader Hawaiian Ridge-Emperor Seamount Chain med mere end 80 uddøde, sovende og aktive vulkaner.

Wilson arbejdede flittigt med at finde beviser og testede vulkaniske stenprøver fra hver vulkanø på Hawaiiøerne. Han fandt, at de ældste forvitrede og eroderede klipper på en geologisk tid skala var på Kauai, den nordligste ø, og at klipperne på øerne blev gradvist yngre, da han gik sydpå. De yngste klipper var på den sydligste Big Island Hawaii, der aktivt udbrud i dag.

Aldrene på Hawaiiøerne falder gradvist, som det ses på nedenstående liste:

• Niihau og Kauai (5,6 - 3,8 millioner år gamle).
• Oahu (3,4 - 2,2 millioner år gammel)
• Molokai (1,8 - 1,3 millioner år gammel)
• Maui (1,3 - 0,8 år gammel)
• Big Island Hawaii (mindre end 0,7 millioner år gammel), og den udvides stadig.

Wilsons forskning beviste, at Pacific Plate har bevæget sig og transporteret Hawaii-øerne nordvest for det hotte sted. Det bevæger sig med en hastighed på fire inches om året. Vulkanerne transporteres væk fra det stationære hotspot; når de bevæger sig længere væk, bliver de ældre og mere eroderede, og deres højde falder.

Interessant nok ændrede banen for Stillehavspladen for omkring 47 millioner år siden retning fra nord til nordvest. Årsagen til dette er ukendt, men det kan have været på grund af, at Indien kolliderede med Asien på omtrent samme tid.

Geologer kender nu aldrene for de undersøiske vulkaner i Stillehavet. I den fjerneste nordvestlige række af kæden er de undervands kejserseamounts (uddøde vulkaner) mellem 35-85 millioner år gamle, og de er meget eroderet.

Disse nedsænkede vulkaner, toppe og øer strækker sig 6.728 miles (6.000 kilometer) fra Loihi Seamount nær Big Island of Hawaii, helt til Aleutian Ridge i det nordvestlige Stillehav. Den ældste seamount, Meiji, er 75-80 millioner år gammel, mens Hawaiiøerne er de yngste vulkaner - og en meget lille del af denne enorme kæde.

I dette øjeblik bevæger Pacific Plate sig over en lokal kilde til varmeenergi, nemlig den stationære hot spot, så aktiv calderas kontinuerligt strømme og udbrud med jævne mellemrum på den store ø Hawaii. Den store ø har fem vulkaner, der er forbundet med hinanden - Kohala, Mauna Kea, Hualalai, Mauna Loa og Kilauea.

Den nordvestlige del af Big Island ophørte med at udbrude for 120.000 år siden, mens Mauna Kea, vulkanen i den sydvestlige del af Big Island, kun brød ud for 4.000 år siden. Hualalai havde sin sidste udbrud i 1801. Land tilføjes kontinuerligt til den store ø Hawaii, fordi lavaen, der strømmer fra dens skjoldsvulkaner, afsættes på overfladen.

Mauna Loa, den største vulkan på Jorden, er det mest massive bjerg i verden, fordi det besætter et område på 19.000 kubik miles (79.195,5 kubik km). Den stiger 56.000 fod (17.069 m), hvilket er 27.000 fod (8.229,6 km) højere end Mount Everest. Det er også en af ​​verdens mest aktive vulkaner, der har udbrudt 15 gange siden 1900. Dens seneste udbrud var i 1975 (for en dag) og i 1984 (i tre uger). Det kunne udbryde igen når som helst.

Siden europæerne ankom, har Kilauea udbrudt 62 gange, og efter at den brød ud i 1983 forblev den aktiv. Det er den store ø's yngste vulkan i det skjolddannende stadie, og den ryster ud fra sin store caldera (skålformet depression) eller fra dens klyngezoner (huller eller sprækker).

Magma fra Jordens mantel stiger til et reservoir omkring en halv til tre mil under Kilaueas topmøde, og trykket opbygges i magma-reservoiret. Kilauea frigiver svovldioxid fra udluftninger og kratre - og lava flyder ud på øen og i havet.

Syd for Hawaii, ca. 35 km væk fra Big Island, stiger den yngste ubådsvulkan Loihi fra havbunden. Det udbrudte sidst i 1996, hvilket er meget nyligt i den geologiske historie. Den udleder aktivt hydrotermiske væsker fra topmødet og klyngezoner.

Loihi stiger op omkring 10.000 fod over havbunden til inden for 3.000 fod fra vandoverfladen og befinder sig i den ubåd, et forbeskyttelsesstadium. I overensstemmelse med hot spot-teorien, hvis den fortsætter med at vokse, kan det være den næste Hawaii-ø i kæden.

Wilsons fund og teorier har øget viden om genesis og livscyklus for hot spot-vulkaner og pladetektonik. Dette har bidraget til at guide nutidige forskere og fremtidige efterforskning.

Det vides nu, at varmen fra den Hawaiiske hotspot skaber flydende smeltet sten, der består af kondenseret sten, opløst gas, krystaller og bobler. Det stammer dybt under jorden i asthenosfæren, som er viskøs, halvfast og under tryk med varme.

Der er enorme tektoniske plader eller plader, der glider over denne plastlignende asthenosfære. På grund af den geotermisk hot spot energi, magma eller smeltet sten (som ikke er så tæt som de omgivende klipper) stiger gennem brud fra under skorpen.

Magmaen rejser sig og skubber sin vej gennem tektoniske pladen på lithosfæren (den stive, stenede, ydre skorpe), og den bryder ud på havbunden for at skabe en seamount eller et undervands vulkansk bjerg. Seamount eller vulkan bryder ud under havet i hundreder af tusinder af år, og derefter stiger vulkanen over havets overflade.

En stor mængde lava føjes til bunken, hvilket skaber en vulkanisk kegle, der til sidst stikker ud over havbunden - og der oprettes en ny ø.

Vulkanen vokser fortsat, indtil Pacific Plate bærer den væk fra det hotte sted. Derefter ophører vulkanudbruddene med at udbruge, fordi der ikke længere er lavaforsyning.

Den uddøde vulkan eroderer derefter for at blive en ø-atoll og derefter en koralatoll (ringformet rev). Når det fortsætter med at synke og erodere, bliver det en seamount eller guyot, en flad undervandstabel, der ikke længere ses over vandoverfladen.

Samlet set leverede John Tuzo Wilson nogle konkrete beviser og dybere indsigt i de geologiske processer over og under jordoverfladen. Hans hot spot-teori, der stammer fra undersøgelser af Hawaiiøerne, accepteres nu, og det hjælper folk med at forstå nogle stadigt skiftende elementer i vulkanisme og pladetektonik.

Hawaiis hotspot er drivkraft for dynamiske udbrud og efterlader stenede rester, der konstant forstørrer ø-kæden. Mens ældre seamounts falder, bryder yngre vulkaner ud, og der dannes nye strækninger af lavaområder.