Гавайская горячая точка: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
испр. перевода, стиль |
РобоСтася (обсуждение | вклад) м превращение в прямую ссылку, чтобы было доступно iwrm, replaced: [//en.wikipedia.org/wiki/Category:CS1_maint:_Uses_authors_parameter link] → link |
||
(не показано 17 промежуточных версий 10 участников) | |||
Строка 3: | Строка 3: | ||
[[Файл:Hawaii hotspot cross-sectional diagram.jpg|thumb|Строение Гавайской горячей точки]] |
[[Файл:Hawaii hotspot cross-sectional diagram.jpg|thumb|Строение Гавайской горячей точки]] |
||
'''Гавайская горячая точка''' ('''Гавайское горячее пятно''') — [[вулкан]]ическая [[горячая точка (геология)|горячая точка]], расположенная вблизи [[Гавайи (остров)|острова Гавайи]], в северной [[Тихий океан|части Тихого океана]]. Одна из наиболее известных и хорошо изученных горячих точек в мире<ref>{{Cite web|url=http://www.soest.hawaii.edu/microprobe/garcia-newspaper.html|title=Scientists dig for clues to volcano's origins: Lava evidence suggests Koolau volcano formed differently from others in the island chain|author=H. Altonn|last=H. Altonn|website=[[Honolulu Star-Bulletin]]|date=2000-05-31|publisher=[[University of Hawaii]]—[[School of Ocean and Earth Science and Technology]]|accessdate=2009-06-21}}</ref>. |
'''Гавайская горячая точка''' ('''Гавайское горячее пятно''') — [[вулкан]]ическая [[горячая точка (геология)|горячая точка]], расположенная вблизи [[Гавайи (остров)|острова Гавайи]], в северной [[Тихий океан|части Тихого океана]]. Одна из наиболее известных и хорошо изученных горячих точек в мире<ref>{{Cite web|url=http://www.soest.hawaii.edu/microprobe/garcia-newspaper.html|title=Scientists dig for clues to volcano's origins: Lava evidence suggests Koolau volcano formed differently from others in the island chain|author=H. Altonn|last=H. Altonn|website=[[Honolulu Star-Bulletin]]|date=2000-05-31|publisher=[[University of Hawaii]]—[[School of Ocean and Earth Science and Technology]]|accessdate=2009-06-21|archive-date=2008-07-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20080706082024/http://www.soest.hawaii.edu/microprobe/garcia-newspaper.html|deadlink=no}}</ref>. |
||
== История == |
== История == |
||
Строка 15: | Строка 15: | ||
* «Лоа» — вулканы [[Мауна-Лоа]], [[Хуалалаи (вулкан)|Хуалалаи]], [[Кахоолаве]], [[Ланаи]] и Западный [[Молокаи]]. |
* «Лоа» — вулканы [[Мауна-Лоа]], [[Хуалалаи (вулкан)|Хуалалаи]], [[Кахоолаве]], [[Ланаи]] и Западный [[Молокаи]]. |
||
* «Кеа» — вулканы [[Килауэа]], [[Мауна-Кеа]], [[Кохала]], [[Халеакала (вулкан)|Халеакала]], и Западный Мауи. |
* «Кеа» — вулканы [[Килауэа]], [[Мауна-Кеа]], [[Кохала]], [[Халеакала (вулкан)|Халеакала]], и Западный Мауи. |
||
Он предположил наличие там трещинной зоны («Большого разлома Даны»), и эта теория существовала до середины XX века<ref name="MantlePlumes-Hawaii hotspot">{{Cite web|url=http://www.mantleplumes.org/Hawaii.html|title=The Emperor and Hawaiian Volcanic Chains: How well do they fit the plume hypothesis?|last=G. R. Foulger|accessdate=2009-04-01}}</ref> |
Он предположил наличие там трещинной зоны («Большого разлома Даны»), и эта теория существовала до середины XX века<ref name="MantlePlumes-Hawaii hotspot">{{Cite web|url=http://www.mantleplumes.org/Hawaii.html|title=The Emperor and Hawaiian Volcanic Chains: How well do they fit the plume hypothesis?|last=G. R. Foulger|accessdate=2009-04-01|archive-date=2012-01-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20120116023549/http://www.mantleplumes.org/Hawaii.html|deadlink=no}}</ref> |
||
Во время экспедиции 1884—1887 годов [[Даттон, Кларенс|К. И. Даттон]] дополнил результаты Даны: |
Во время экспедиции 1884—1887 годов [[Даттон, Кларенс|К. И. Даттон]] дополнил результаты Даны: |
||
* определил, что остров Гавайи состоит из 5 (а не 3) вулканов, |
* определил, что остров Гавайи состоит из 5 (а не 3) вулканов, |
||
* предложил названия «[[аа-лава]]» и «[[пахойхой-лава]]»<ref name="USGS-dw">{{ |
* предложил названия «[[аа-лава]]» и «[[пахойхой-лава]]»<ref name="USGS-dw">{{книга |год=1987 |заглавие=Volcanism in Hawaii: papers to commemorate the 75th anniversary of the founding of the Hawaii Volcano Observatory |ссылка=http://pubs.usgs.gov/pp/1987/1350/ |издательство=United States Geological Survey |том=1 |язык=en |archivedate=2019-09-09 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20190909180928/http://pubs.usgs.gov/pp/1987/1350/ }}</ref>. |
||
В 1912 году геолог [[Джаггар, Томас|Томас Джаггар]] основал на вершине вулкана [[Килауэа]] [[Гавайская вулканическая обсерватория|Гавайскую вулканическую обсерваторию]]. В 1919 году она вошла в [[Национальное управление океанических и атмосферных исследований]], а в 1924 году — в [[Геологическая служба США|Геологическую службу США]]. |
В 1912 году геолог [[Джаггар, Томас|Томас Джаггар]] основал на вершине вулкана [[Килауэа]] [[Гавайская вулканическая обсерватория|Гавайскую вулканическую обсерваторию]]. В 1919 году она вошла в [[Национальное управление океанических и атмосферных исследований]], а в 1924 году — в [[Геологическая служба США|Геологическую службу США]]. |
||
В 1946 году Гарольд Стернсом создал эволюционную модель формирования островов на основании более точного определения возраста горных пород<ref name="hvo-hist">{{Cite web|url=http://hvo.wr.usgs.gov/observatory/hvo_history.html|title=Thomas A. Jaggar, Jr., and the Hawaiian Volcano Observatory|author=R. A. Apple|last=R. A. Apple|date= |
В 1946 году Гарольд Стернсом создал эволюционную модель формирования островов на основании более точного определения возраста горных пород<ref name="hvo-hist">{{Cite web|url=http://hvo.wr.usgs.gov/observatory/hvo_history.html|title=Thomas A. Jaggar, Jr., and the Hawaiian Volcano Observatory|author=R. A. Apple|last=R. A. Apple|date=2005-01-04|publisher=Hawaiian Volcano Observatory; United States Geological Survey|accessdate=|archive-date=2009-06-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20090614054515/http://hvo.wr.usgs.gov/observatory/hvo_history.html|deadlink=no}}</ref>. |
||
В 1963 году [[Вильсон, Джон Тузо|Джон Тузо Вильсон]] разработал классическую теорию [[Горячая точка (геология)|вулканических горячих точек]]. Он предложил, что один фиксированный [[мантийный плюм]] («мантийный факел») вызывает появление вулкана, который затем отодвигается и изолируется от источника нагрева в результате движения [[Тихоокеанская плита|Тихоокеанской литосферной плиты]]. Как следствие, на протяжении миллионов лет вулкан теряет активность и в конце концов разрушается [[Эрозия (геология)|эрозией]], уходя ниже [[Уровень моря|уровня моря]]. Согласно этой теории, 60-градусное отклонение от прямой линии в месте, где сходятся Императорский и [[Гавайский хребет|Гавайский]] хребты, — это следствие изменения направления движения Тихоокеанской плиты. |
В 1963 году [[Вильсон, Джон Тузо|Джон Тузо Вильсон]] разработал классическую теорию [[Горячая точка (геология)|вулканических горячих точек]]. Он предложил, что один фиксированный [[мантийный плюм]] («мантийный факел») вызывает появление вулкана, который затем отодвигается и изолируется от источника нагрева в результате движения [[Тихоокеанская плита|Тихоокеанской литосферной плиты]]. Как следствие, на протяжении миллионов лет вулкан теряет активность и в конце концов разрушается [[Эрозия (геология)|эрозией]], уходя ниже [[Уровень моря|уровня моря]]. Согласно этой теории, 60-градусное отклонение от прямой линии в месте, где сходятся Императорский и [[Гавайский хребет|Гавайский]] хребты, — это следствие изменения направления движения Тихоокеанской плиты. |
||
С 1970-х годов (в частности, с 1994 по 1998 год) гавайское морское дно было детально исследовано [[гидролокатор]]ами и [[Подводный аппарат|подводными аппаратами]]<ref>{{Cite web|url=http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0762070|title=Synthetic Bathymetric Profiling System (SYNBAPS)|author=R. J. Van Wyckhouse|last=R. J. Van Wyckhouse|publisher=Defense Technical Information Center|accessdate=2009-10-25|year=1973}}</ref><ref name="Hugh Rance-1999">{{ |
С 1970-х годов (в частности, с 1994 по 1998 год) гавайское морское дно было детально исследовано [[гидролокатор]]ами и [[Подводный аппарат|подводными аппаратами]]<ref>{{Cite web|url=http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0762070|title=Synthetic Bathymetric Profiling System (SYNBAPS)|author=R. J. Van Wyckhouse|last=R. J. Van Wyckhouse|publisher=Defense Technical Information Center|accessdate=2009-10-25|year=1973|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120227061914/http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0762070|archivedate=2012-02-27|deadlink=yes}}</ref><ref name="Hugh Rance-1999">{{книга |год=1999 |заглавие=Historical Geology: The Present is the Key to the Past |ссылка=http://geowords.com/histbookpdf/g08.pdf |издательство=QCC Press |страницы=405—407 |ref=H. Rance |язык=en |автор=H. Rance; H. Rance |archivedate=2011-05-27 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110527171650/http://geowords.com/histbookpdf/g08.pdf }}</ref><ref name="MBARI-Mapping">{{Cite web|url=http://www.mbari.org/data/mapping/hawaii/index.htm|title=MBARI Hawaii Multibeam Survey|publisher=Monterey Bay Aquarium Research Institute|accessdate=2009-03-29|year=1998|archive-date=2016-08-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20160812134737/http://www3.mbari.org/data/mapping/hawaii/index.htm|deadlink=no}}</ref>, что подтвердило теорию Гавайской горячей точки. |
||
До этого долгое время считалось, что [[Гавайский архипелаг]] — это «разломная зона» [[Земная кора|земной коры]], хотя уже было известно постепенное изменение возраста вулканов вдоль этого «[[разлом]]а»<ref>''Апродов В. А.'' Императорско-Гавайская разломная зона // Вулканы. М.: Мысль, 1982. С. 303—306. (Серия Природа Мира)</ref>. |
До этого долгое время считалось, что [[Гавайский архипелаг]] — это «разломная зона» [[Земная кора|земной коры]], хотя уже было известно постепенное изменение возраста вулканов вдоль этого «[[разлом]]а»<ref>''Апродов В. А.'' Императорско-Гавайская разломная зона // Вулканы. М.: Мысль, 1982. С. 303—306. (Серия Природа Мира)</ref>. |
||
Строка 34: | Строка 34: | ||
== Строение и состав == |
== Строение и состав == |
||
[[Файл:Earth |
[[Файл:Earth cutaway schematic-ru.svg|мини|Строение [[Структура Земли|Земли]]]] |
||
[[Файл:LAB.png|thumb|Истончение литосферы под действием нагрева горячей точкой]] |
[[Файл:LAB.png|thumb|Истончение литосферы под действием нагрева горячей точкой]] |
||
[[Файл:Bathymetry_image_of_the_Hawaiian_archipelago.png|мини|Карта высот юго-восточных Гавайских островов и исторические лавовые потоки]] |
[[Файл:Bathymetry_image_of_the_Hawaiian_archipelago.png|мини|Карта высот юго-восточных Гавайских островов и исторические лавовые потоки]] |
||
Строка 43: | Строка 43: | ||
[[Геофизика|Геофизические]] методы показали размеры Гавайского горячего пятна: 500—600 км в ширину и до 2000 км в глубину. За последние 85 миллионов лет активности этой точки из неё вышло около 750 тысяч кубических километров [[Лава|лавы]]. Скорость дрейфа плиты постепенно снижается, что вызвало тенденцию к всё более близкому расположению вулканов. |
[[Геофизика|Геофизические]] методы показали размеры Гавайского горячего пятна: 500—600 км в ширину и до 2000 км в глубину. За последние 85 миллионов лет активности этой точки из неё вышло около 750 тысяч кубических километров [[Лава|лавы]]. Скорость дрейфа плиты постепенно снижается, что вызвало тенденцию к всё более близкому расположению вулканов. |
||
Геофизики считают, что горячие точки возникают в нижней [[Мантия Земли|мантии]] или непосредственно над [[Ядро Земли|ядром]]<ref name="T&S">{{ |
Геофизики считают, что горячие точки возникают в нижней [[Мантия Земли|мантии]] или непосредственно над [[Ядро Земли|ядром]]<ref name="T&S">{{книга |заглавие=Geodynamics |издательство=[[Издательство Кембриджского университета|Cambridge University Press]] |год=2001 |издание=2 |страницы=17, 324 |часть=1 |isbn=0-521-66624-4 |язык=und |автор=D. L. Turcotte; G. Schubert}}</ref>. |
||
Нагретая ядром менее [[Вязкость|вязкая]] часть мантии [[Тепловое расширение|расширяется]] и поднимается на поверхность (см. [[Неустойчивость Рэлея — Тейлора|Рэлей-тейлоровская неустойчивость]]). Так возникает [[мантийный плюм]], достигающий основания [[Литосфера|литосферы]], нагревает её и вызывает извержения вулканов<ref name="USGS-Hotspot Development">{{Cite web|url=http://hvo.wr.usgs.gov/volcanowatch/2001/01_06_14.html|title=Heat is deep and magma is shallow in a hot-spot system|date=2001-06-18|publisher=[[Hawaii Volcano Observatory]] |
Нагретая ядром менее [[Вязкость|вязкая]] часть мантии [[Тепловое расширение|расширяется]] и поднимается на поверхность (см. [[Неустойчивость Рэлея — Тейлора|Рэлей-тейлоровская неустойчивость]]). Так возникает [[мантийный плюм]], достигающий основания [[Литосфера|литосферы]], нагревает её и вызывает извержения вулканов<ref name="USGS-Hotspot Development">{{Cite web|url=http://hvo.wr.usgs.gov/volcanowatch/2001/01_06_14.html|title=Heat is deep and magma is shallow in a hot-spot system|date=2001-06-18|publisher=[[Hawaii Volcano Observatory]]—[[United States Geological Survey]]|accessdate=2009-03-29|archive-date=2012-02-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20120216040024/http://hvo.wr.usgs.gov/volcanowatch/2001/01_06_14.html|deadlink=no}}</ref>. |
||
«Горячее пятно» было определено с помощью [[Сейсморазведка|сейсмической томографии]], его ширина оценивается в 500—600 километров<ref name="zhao_2004">{{ |
«Горячее пятно» было определено с помощью [[Сейсморазведка|сейсмической томографии]], его ширина оценивается в 500—600 километров<ref name="zhao_2004">{{статья |заглавие=Global tomographic images of mantle plumes and subducting slabs: insight into deep Earth dynamics |издание={{Нп3|Physics of the Earth and Planetary Interiors}} |том=146 |номер=1—2 |doi=10.1016/j.pepi.2003.07.032 |bibcode=2004PEPI..146....3Z |язык=en |тип=journal |автор=Zhao, D. |год=2004}}</ref><ref name="ji_nataf_1998">{{статья |заглавие=Detection of mantle plumes in the lower mantle by diffraction tomography: Hawaii |издание={{Нп3|Earth and Planetary Science Letters}} |издательство=[[Elsevier]] |том=159 |номер=3—4 |doi=10.1016/S0012-821X(98)00060-0 |bibcode=1998E&PSL.159...99J |язык=en |тип=journal |автор=Y. Ji |год=1998}}</ref>. Изображения показали тонкие низкоскоростные зоны, доходящие до глубины 1500 км, соединяющиеся с большими зонами, простирающимися от глубины 2000 км к границе внешнего ядра Земли. Эти зоны плавят мантию и создают «факел» (шлейф или плюм), идущий к верхней мантии<ref name="Zhao2007">{{статья |заглавие=Seismic images under 60 hotspots: Search for mantle plumes |издание=[[Gondwana Research]] |издательство=[[Elsevier]] |том=12 |номер=4 |страницы=335—355 |doi=10.1016/j.gr.2007.03.001 |язык=en |тип=journal |автор=D. Zhao; D. Zhao |месяц=11 |год=2007}}</ref>. |
||
=== Температура и движение === |
=== Температура и движение === |
||
Исследования по плавлению [[Гранат (минерал)|граната]] и [[оливин]]а показали, что магматическая камера горячей точки находится примерно на глубине |
Исследования по плавлению [[Гранат (минерал)|граната]] и [[оливин]]а показали, что магматическая камера горячей точки находится примерно на глубине 90—100 км, что соответствует расчетной глубине океанической литосферы, и служит «крышкой котла плавления»; её температура — примерно 1500 °C<ref name="USGS-Magma Temp">{{Cite web|url=http://www.mantleplumes.org/HawaiiFocusGroup/Sisson_abs.html|title=Temperatures and depths of origin of magmas fueling the Hawaiian volcanic chain|author=T. Sisson|last=T. Sisson|publisher=[[United States Geological Survey]]|accessdate=2009-04-02|archive-date=2016-04-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20160421005527/http://www.mantleplumes.org/HawaiiFocusGroup/Sisson_abs.html|deadlink=no}}</ref><ref name="harris_mcnutt_2007">{{статья |заглавие=Heat flow on hot spot swells: Evidence for fluid flow |издание={{Нп3|Journal of Geophysical Research}} |издательство=[[Elsevier]] |том=112 |номер=B3 |страницы=B03407 |doi=10.1029/2006JB004299 |bibcode=2007JGRB..11203407H |язык=en |тип=journal |автор=D. Zhao |месяц=11 |год=2007}}</ref>. |
||
Гавайские вулканы дрейфуют на северо-запад от горячей точки со скоростью около |
Гавайские вулканы дрейфуют на северо-запад от горячей точки со скоростью около 5—10 сантиметров в год. Горячая точка ушла на юг примерно на 800 км по отношению к Императорскому хребту. Этот вывод подтверждают палеомагнитные исследования (данные изменения [[Магнитное поле Земли|магнитного поля Земли]], направление которого было зафиксировано в горных породах в момент их затвердевания), показывая, что эти подводные горы были в более высоких широтах, чем теперешние Гавайи. До поворота скорость движения была 7—9 см в год<ref name="Emperor_Drillings">{{Cite web|url=http://www-odp.tamu.edu/publications/prosp/197_prs/197drill.html|title=Drilling Strategy|publisher=[[Ocean Drilling Program]]|accessdate=2009-04-04|archive-date=2010-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20100729082446/http://www-odp.tamu.edu/publications/prosp/197_prs/197drill.html|deadlink=no}}</ref> |
||
Самый старый вулкан в цепи — подводная гора Мэйдзи. Она расположена на окраине [[Алеутский жёлоб|Алеутского желоба]] и образована 85 миллионов лет назад. В течение нескольких миллионов лет она исчезнет, так как [[Тихоокеанская плита]] скользит под [[Евразийская плита|Евразийскую плиту]]<ref name="Seamounts-subducted?">{{cite web|url=http://www.mantleplumes.org/Kamchatka2.html|title=Emperor subduction?|accessdate=2009-04-01|year=2006|authors=M.N. Shapiro, A.V. Soloviev, and G.V. Ledneva}}CS1 maint: Uses authors parameter ([ |
Самый старый вулкан в цепи — подводная гора Мэйдзи. Она расположена на окраине [[Алеутский жёлоб|Алеутского желоба]] и образована 85 миллионов лет назад. В течение нескольких миллионов лет она исчезнет, так как [[Тихоокеанская плита]] скользит под [[Евразийская плита|Евразийскую плиту]]<ref name="Seamounts-subducted?">{{cite web|url=http://www.mantleplumes.org/Kamchatka2.html|title=Emperor subduction?|accessdate=2009-04-01|year=2006|authors=M.N. Shapiro, A.V. Soloviev, and G.V. Ledneva|archive-date=2015-02-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20150223062022/http://www.mantleplumes.org/Kamchatka2.html|deadlink=no}}CS1 maint: Uses authors parameter ([[:en:Category:CS1 maint: Uses authors parameter|link]])</ref> |
||
=== Состав и выход магмы === |
=== Состав и выход магмы === |
||
Состав вулканической магмы за время активности горячей точки существенно изменился, на что указывают соотношения концентраций [[Стронций|стронция]], [[ниобий|ниобия]] и [[палладий|палладия]]. Подводные горы Императорского хребта были активны не менее 46 миллионов лет (древнейшие лавы датируются [[Меловой период|меловым периодом]]), а Гавайского хребта — следующие 39 миллионов лет (всего 85 миллионов лет). Данные свидетельствуют о вертикальной изменчивости содержания стронция, присутствующей и в щелочной (на ранних стадиях), и в толеитовой (поздние стадии) лаве. Систематический рост резко замедляется в момент изгиба<ref name="Oxford-2003">{{ |
Состав вулканической магмы за время активности горячей точки существенно изменился, на что указывают соотношения концентраций [[Стронций|стронция]], [[ниобий|ниобия]] и [[палладий|палладия]]. Подводные горы Императорского хребта были активны не менее 46 миллионов лет (древнейшие лавы датируются [[Меловой период|меловым периодом]]), а Гавайского хребта — следующие 39 миллионов лет (всего 85 миллионов лет). Данные свидетельствуют о вертикальной изменчивости содержания стронция, присутствующей и в щелочной (на ранних стадиях), и в толеитовой (поздние стадии) лаве. Систематический рост резко замедляется в момент изгиба<ref name="Oxford-2003">{{статья |ссылка=http://petrology.oxfordjournals.org/cgi/content/full/44/1/113 |заглавие=Geochemistry of Lavas from the Emperor Seamounts, and the Geochemical Evolution of Hawaiian Magmatism from 85 to 42 Ma |издание={{Нп3|Journal of Petrology}} |издательство=[[Издательство Оксфордского университета|Oxford University Press]] |том=44 |номер=1 |страницы=113—140 |doi=10.1093/petrology/44.1.113 |язык=en |тип=journal |автор=M. Regelous; M. Regelous |год=2003 |archivedate=2006-02-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060217002555/http://petrology.oxfordjournals.org/cgi/content/full/44/1/113 }}</ref>. |
||
Созданные горячей точкой вулканы почти целиком состоят из [[Магматические горные породы|магматического]] [[базальт]]а и похожих по составу [[габбро]] и [[диабаз]]а. Другие магматические породы присутствуют в небольших количествах на старых вулканах<ref name="Volcano-Visual Guide">{{ |
Созданные горячей точкой вулканы почти целиком состоят из [[Магматические горные породы|магматического]] [[базальт]]а и похожих по составу [[габбро]] и [[диабаз]]а. Другие магматические породы присутствуют в небольших количествах на старых вулканах<ref name="Volcano-Visual Guide">{{книга |год=2008 |заглавие=Volcano: A Visual Guide |ссылка=https://archive.org/details/volcanovisualgui0000dono |издательство=[[Firefly Books]] |isbn=978-1-55407-353-5 |ref=D. O'Meara |язык=und |автор=D. O'Meara; D. O'Meara}}</ref>. |
||
Со временем выход лавы увеличивается. За последние шесть миллионов лет он был гораздо выше, чем когда-либо прежде — 0,095 кубических километра в год. В среднем за последний миллион лет выход лавы ещё выше, примерно 0,21 куб. км в год. Для сравнения: средний дебит [[Срединно-океанический хребет|срединно-океанического хребта]] составляет около 0,02 км³ на каждые 1000 км хребта<ref name="Site1206-Results">{{Cite web|url=http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_01/c1_9.htm|title=SITE 1206|website=Ocean Drilling Program Database-Results of Site 1206|publisher=[[Ocean Drilling Program]]|accessdate=2009-04-09}}</ref><ref name="1205-Overview&Obj">{{cite web|url=http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_05/chap_05.htm|title=Site 1205 Background and Scientific Objectives|work=Ocean Drilling Program database entry|publisher=[[Ocean Drilling Program]]|accessdate=2009-04-10}}</ref><ref name="USGS-Chart">D. A. Clauge and G. B. Dalrymple (1987). «The Hawaiian-Emperor volcanic chain: Part 1. Geologic Evolution». United States Geological Survey Professional Paper 1350. p. 23.</ref>. |
Со временем выход лавы увеличивается. За последние шесть миллионов лет он был гораздо выше, чем когда-либо прежде — 0,095 кубических километра в год. В среднем за последний миллион лет выход лавы ещё выше, примерно 0,21 куб. км в год. Для сравнения: средний дебит [[Срединно-океанический хребет|срединно-океанического хребта]] составляет около 0,02 км³ на каждые 1000 км хребта<ref name="Site1206-Results">{{Cite web|url=http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_01/c1_9.htm|title=SITE 1206|website=Ocean Drilling Program Database-Results of Site 1206|publisher=[[Ocean Drilling Program]]|accessdate=2009-04-09|archive-date=2016-03-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303233456/http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_01/c1_9.htm|deadlink=no}}</ref><ref name="1205-Overview&Obj">{{cite web|url=http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_05/chap_05.htm|title=Site 1205 Background and Scientific Objectives|work=Ocean Drilling Program database entry|publisher=[[Ocean Drilling Program]]|accessdate=2009-04-10|archive-date=2016-03-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303200034/http://www-odp.tamu.edu/publications/197_IR/chap_05/chap_05.htm|deadlink=no}}</ref><ref name="USGS-Chart">D. A. Clauge and G. B. Dalrymple (1987). «The Hawaiian-Emperor volcanic chain: Part 1. Geologic Evolution». United States Geological Survey Professional Paper 1350. p. 23.</ref>. |
||
=== Топография и форма геоида === |
=== Топография и форма геоида === |
||
[[Файл:Earth Gravitational Model 1996.png|thumb|Модель [[геоид]]а |
[[Файл:Earth Gravitational Model 1996.png|thumb|left|Модель [[геоид]]а]] |
||
Детальный [[Топография|топографический]] анализ Гавайско-Императорской цепи подводных гор показывает, что горячей точке соответствует возвышенность. Наиболее быстрое снижение высоты и самое большое отношение высоты поверхности и высоты [[геоид]]а наблюдаются в юго-восточной части цепочки вулканов<ref name="SciTopography">{{ |
Детальный [[Топография|топографический]] анализ Гавайско-Императорской цепи подводных гор показывает, что горячей точке соответствует возвышенность. Наиболее быстрое снижение высоты и самое большое отношение высоты поверхности и высоты [[геоид]]а наблюдаются в юго-восточной части цепочки вулканов<ref name="SciTopography">{{статья |ссылка=http://europa.agu.org/?view=article&uri=%2Fjournals%2Fjb%2F93JB01230.xml&t=1993%2CWessel |заглавие=Observational Constraints on Models of the Hawaiian Hot Spot Swell |издание={{Нп3|Journal of Geophysical Research}} |издательство=[[Американский геофизический союз|American Geophysical Union]] / Johns Hopkins Press |том=98 |номер=B9 |страницы=16,095—16,104 |doi=10.1029/93JB01230 |issn=0148-0227 |bibcode=1993JGR....9816095W |accessdate=2010-12-24 |язык=en |тип=journal |автор=[[Pål Wessel|P. Wessel]]; [[Pål Wessel|P. Wessel]] |год=1993 |archivedate=2011-07-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110716141512/http://europa.agu.org/?view=article&uri=%2Fjournals%2Fjb%2F93JB01230.xml&t=1993%2CWessel }}</ref> |
||
В 1953 году Роберт С. Дитц и его коллеги высказали предположение, что причина поднятия поверхности — мантийный подъём ([[апвеллинг]]). Позже появились указания на тектонические поднятия, вызванные разогревом в нижней части литосферы. |
В 1953 году Роберт С. Дитц и его коллеги высказали предположение, что причина поднятия поверхности — мантийный подъём ([[апвеллинг]]). Позже появились указания на тектонические поднятия, вызванные разогревом в нижней части литосферы. |
||
Строка 72: | Строка 72: | ||
== См. также == |
== См. также == |
||
{{Гавайские вулканы}} |
|||
* [[Горячая точка (геология)]] |
* [[Горячая точка (геология)]] |
||
* [[ |
* [[Исландская горячая точка]] |
||
* [[Вулканы США|Список вулканов в США]] |
* [[Вулканы США|Список вулканов в США]] |
||
* [[Извержение вулкана|Типы вулканических извержений]] |
* [[Извержение вулкана|Типы вулканических извержений]] |
||
Строка 81: | Строка 82: | ||
== Ссылки == |
== Ссылки == |
||
{{Викиучебник|Гавайеведение/Гавайская геология/Образование Гавайских островов}} |
|||
{{Навигация}} |
|||
* [http://www.coffeetimes.com/pele.htm Pele. Goddess of Fire] |
* [http://www.coffeetimes.com/pele.htm Pele. Goddess of Fire] — мифы о богине [[Пеле (мифология)|Пеле]] |
||
* [http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Hawaiian.html The long trail of the Hawaiian hotspot] // [[USGS]]. |
* [http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/Hawaiian.html The long trail of the Hawaiian hotspot] // [[USGS]]. |
||
* [http://hvo.wr.usgs.gov/volcanowatch/1995/95_09_08.html Volcano Watch: Hawaiian Volcano Observatory] // [[USGS]]. |
* [http://hvo.wr.usgs.gov/volcanowatch/1995/95_09_08.html Volcano Watch: Hawaiian Volcano Observatory] // [[USGS]]. |
||
Строка 88: | Строка 89: | ||
{{Гавайи}} |
{{Гавайи}} |
||
[[Категория:Природа Гавайских островов]] |
[[Категория:Природа Гавайских островов]] |
||
[[Категория:Геодинамические обстановки]] |
[[Категория:Геодинамические обстановки]] |
||
Строка 93: | Строка 95: | ||
[[Категория:Тектоника плит]] |
[[Категория:Тектоника плит]] |
||
[[Категория:Строение Земли]] |
[[Категория:Строение Земли]] |
||
[[Категория: |
[[Категория:Горячие точки Тихого океана]] |
Текущая версия от 11:29, 17 июля 2024
Гавайская горячая точка (Гавайское горячее пятно) — вулканическая горячая точка, расположенная вблизи острова Гавайи, в северной части Тихого океана. Одна из наиболее известных и хорошо изученных горячих точек в мире[1].
История
[править | править код]В 1840—1841 годах американский минералог Джеймс Дана был в составе большой тихоокеанской экспедиции США под руководством Чарльза Уилкса. На вершине Мауна-Лоа он маятником измерил силу гравитации. Кроме того, учёный собрал образцы лавы и описал щитовидную форму гавайских вулканов. Миссионер Титус Коан по просьбе Дана продолжил наблюдения вулканов. Это позволило в 1852 году опубликовать первый научный отчёт.
В 1880—1881 годах Дана продолжил изучение Гавайев. Он подтвердил (по степени эрозии) увеличение возраста островов в северо-западном направлении. Он пришёл к выводу, что Гавайская цепь состояла из двух вулканических цепочек, расположенных вдоль отдельных параллельных путей. Он назвал их:
- «Лоа» — вулканы Мауна-Лоа, Хуалалаи, Кахоолаве, Ланаи и Западный Молокаи.
- «Кеа» — вулканы Килауэа, Мауна-Кеа, Кохала, Халеакала, и Западный Мауи.
Он предположил наличие там трещинной зоны («Большого разлома Даны»), и эта теория существовала до середины XX века[2]
Во время экспедиции 1884—1887 годов К. И. Даттон дополнил результаты Даны:
- определил, что остров Гавайи состоит из 5 (а не 3) вулканов,
- предложил названия «аа-лава» и «пахойхой-лава»[3].
В 1912 году геолог Томас Джаггар основал на вершине вулкана Килауэа Гавайскую вулканическую обсерваторию. В 1919 году она вошла в Национальное управление океанических и атмосферных исследований, а в 1924 году — в Геологическую службу США.
В 1946 году Гарольд Стернсом создал эволюционную модель формирования островов на основании более точного определения возраста горных пород[4].
В 1963 году Джон Тузо Вильсон разработал классическую теорию вулканических горячих точек. Он предложил, что один фиксированный мантийный плюм («мантийный факел») вызывает появление вулкана, который затем отодвигается и изолируется от источника нагрева в результате движения Тихоокеанской литосферной плиты. Как следствие, на протяжении миллионов лет вулкан теряет активность и в конце концов разрушается эрозией, уходя ниже уровня моря. Согласно этой теории, 60-градусное отклонение от прямой линии в месте, где сходятся Императорский и Гавайский хребты, — это следствие изменения направления движения Тихоокеанской плиты.
С 1970-х годов (в частности, с 1994 по 1998 год) гавайское морское дно было детально исследовано гидролокаторами и подводными аппаратами[5][6][7], что подтвердило теорию Гавайской горячей точки.
До этого долгое время считалось, что Гавайский архипелаг — это «разломная зона» земной коры, хотя уже было известно постепенное изменение возраста вулканов вдоль этого «разлома»[8].
В 2003 году возникла новая версия — «мобильной гавайской горячей точки». Она предполагает, что изгиб возрастом 47 миллионов лет назад был вызван изменением движения плюма, а не тихоокеанской плиты.
Строение и состав
[править | править код]Большинство вулканов на Земле создаются геологической активностью на границах тектонических плит, однако Гавайская горячая точка находится далеко от границы Тихоокеанской плиты (около 3200 км).
Гавайский мантийный плюм создал Гавайско-Императорскую цепь подводных гор — цепь вулканов (подводные хребты) протяжённостью более 5800 километров. Цепь простирается от южной части острова Гавайи до края Алеутской впадины. Четыре из этих вулканов — активны, двое — спящие, и более 123 неактивные (многие из которых уже разрушены эрозией — подводные горы и атоллы).
Геофизические методы показали размеры Гавайского горячего пятна: 500—600 км в ширину и до 2000 км в глубину. За последние 85 миллионов лет активности этой точки из неё вышло около 750 тысяч кубических километров лавы. Скорость дрейфа плиты постепенно снижается, что вызвало тенденцию к всё более близкому расположению вулканов.
Геофизики считают, что горячие точки возникают в нижней мантии или непосредственно над ядром[9]. Нагретая ядром менее вязкая часть мантии расширяется и поднимается на поверхность (см. Рэлей-тейлоровская неустойчивость). Так возникает мантийный плюм, достигающий основания литосферы, нагревает её и вызывает извержения вулканов[10].
«Горячее пятно» было определено с помощью сейсмической томографии, его ширина оценивается в 500—600 километров[11][12]. Изображения показали тонкие низкоскоростные зоны, доходящие до глубины 1500 км, соединяющиеся с большими зонами, простирающимися от глубины 2000 км к границе внешнего ядра Земли. Эти зоны плавят мантию и создают «факел» (шлейф или плюм), идущий к верхней мантии[13].
Температура и движение
[править | править код]Исследования по плавлению граната и оливина показали, что магматическая камера горячей точки находится примерно на глубине 90—100 км, что соответствует расчетной глубине океанической литосферы, и служит «крышкой котла плавления»; её температура — примерно 1500 °C[14][15].
Гавайские вулканы дрейфуют на северо-запад от горячей точки со скоростью около 5—10 сантиметров в год. Горячая точка ушла на юг примерно на 800 км по отношению к Императорскому хребту. Этот вывод подтверждают палеомагнитные исследования (данные изменения магнитного поля Земли, направление которого было зафиксировано в горных породах в момент их затвердевания), показывая, что эти подводные горы были в более высоких широтах, чем теперешние Гавайи. До поворота скорость движения была 7—9 см в год[16]
Самый старый вулкан в цепи — подводная гора Мэйдзи. Она расположена на окраине Алеутского желоба и образована 85 миллионов лет назад. В течение нескольких миллионов лет она исчезнет, так как Тихоокеанская плита скользит под Евразийскую плиту[17]
Состав и выход магмы
[править | править код]Состав вулканической магмы за время активности горячей точки существенно изменился, на что указывают соотношения концентраций стронция, ниобия и палладия. Подводные горы Императорского хребта были активны не менее 46 миллионов лет (древнейшие лавы датируются меловым периодом), а Гавайского хребта — следующие 39 миллионов лет (всего 85 миллионов лет). Данные свидетельствуют о вертикальной изменчивости содержания стронция, присутствующей и в щелочной (на ранних стадиях), и в толеитовой (поздние стадии) лаве. Систематический рост резко замедляется в момент изгиба[18].
Созданные горячей точкой вулканы почти целиком состоят из магматического базальта и похожих по составу габбро и диабаза. Другие магматические породы присутствуют в небольших количествах на старых вулканах[19].
Со временем выход лавы увеличивается. За последние шесть миллионов лет он был гораздо выше, чем когда-либо прежде — 0,095 кубических километра в год. В среднем за последний миллион лет выход лавы ещё выше, примерно 0,21 куб. км в год. Для сравнения: средний дебит срединно-океанического хребта составляет около 0,02 км³ на каждые 1000 км хребта[20][21][22].
Топография и форма геоида
[править | править код]Детальный топографический анализ Гавайско-Императорской цепи подводных гор показывает, что горячей точке соответствует возвышенность. Наиболее быстрое снижение высоты и самое большое отношение высоты поверхности и высоты геоида наблюдаются в юго-восточной части цепочки вулканов[23]
В 1953 году Роберт С. Дитц и его коллеги высказали предположение, что причина поднятия поверхности — мантийный подъём (апвеллинг). Позже появились указания на тектонические поднятия, вызванные разогревом в нижней части литосферы.
Мифология
[править | править код]Идея о том, что Гавайские острова стареют в северо-западном направлении, присутствует ещё в мифах древних гавайцев о богине вулканов Пеле, которая последовательно переселялась с одного вулкана на другой, делая их активными.
См. также
[править | править код]Вулканы острова Гавайи и их границы |
- Горячая точка (геология)
- Исландская горячая точка
- Список вулканов в США
- Типы вулканических извержений
Примечания
[править | править код]- ↑ H. Altonn; H. Altonn. Scientists dig for clues to volcano's origins: Lava evidence suggests Koolau volcano formed differently from others in the island chain . Honolulu Star-Bulletin. University of Hawaii—School of Ocean and Earth Science and Technology (31 мая 2000). Дата обращения: 21 июня 2009. Архивировано 6 июля 2008 года.
- ↑ G. R. Foulger. The Emperor and Hawaiian Volcanic Chains: How well do they fit the plume hypothesis? Дата обращения: 1 апреля 2009. Архивировано 16 января 2012 года.
- ↑ Volcanism in Hawaii: papers to commemorate the 75th anniversary of the founding of the Hawaii Volcano Observatory (англ.). — United States Geological Survey, 1987. — Vol. 1. Архивировано 9 сентября 2019 года.
- ↑ R. A. Apple; R. A. Apple. Thomas A. Jaggar, Jr., and the Hawaiian Volcano Observatory . Hawaiian Volcano Observatory; United States Geological Survey (4 января 2005). Архивировано 14 июня 2009 года.
- ↑ R. J. Van Wyckhouse; R. J. Van Wyckhouse. Synthetic Bathymetric Profiling System (SYNBAPS) . Defense Technical Information Center (1973). Дата обращения: 25 октября 2009. Архивировано из оригинала 27 февраля 2012 года.
- ↑ H. Rance; H. Rance. Historical Geology: The Present is the Key to the Past (англ.). — QCC Press, 1999. — P. 405—407. Архивировано 27 мая 2011 года.
- ↑ MBARI Hawaii Multibeam Survey . Monterey Bay Aquarium Research Institute (1998). Дата обращения: 29 марта 2009. Архивировано 12 августа 2016 года.
- ↑ Апродов В. А. Императорско-Гавайская разломная зона // Вулканы. М.: Мысль, 1982. С. 303—306. (Серия Природа Мира)
- ↑ D. L. Turcotte; G. Schubert. 1 // Geodynamics (неопр.). — 2. — Cambridge University Press, 2001. — С. 17, 324. — ISBN 0-521-66624-4.
- ↑ Heat is deep and magma is shallow in a hot-spot system . Hawaii Volcano Observatory—United States Geological Survey (18 июня 2001). Дата обращения: 29 марта 2009. Архивировано 16 февраля 2012 года.
- ↑ Zhao, D. Global tomographic images of mantle plumes and subducting slabs: insight into deep Earth dynamics (англ.) // Physics of the Earth and Planetary Interiors[англ.] : journal. — 2004. — Vol. 146, no. 1—2. — doi:10.1016/j.pepi.2003.07.032. — .
- ↑ Y. Ji. Detection of mantle plumes in the lower mantle by diffraction tomography: Hawaii (англ.) // Earth and Planetary Science Letters[англ.] : journal. — Elsevier, 1998. — Vol. 159, no. 3—4. — doi:10.1016/S0012-821X(98)00060-0. — .
- ↑ D. Zhao; D. Zhao. Seismic images under 60 hotspots: Search for mantle plumes (англ.) // Gondwana Research : journal. — Elsevier, 2007. — November (vol. 12, no. 4). — P. 335—355. — doi:10.1016/j.gr.2007.03.001.
- ↑ T. Sisson; T. Sisson. Temperatures and depths of origin of magmas fueling the Hawaiian volcanic chain . United States Geological Survey. Дата обращения: 2 апреля 2009. Архивировано 21 апреля 2016 года.
- ↑ D. Zhao. Heat flow on hot spot swells: Evidence for fluid flow (англ.) // Journal of Geophysical Research[англ.] : journal. — Elsevier, 2007. — November (vol. 112, no. B3). — P. B03407. — doi:10.1029/2006JB004299. — .
- ↑ Drilling Strategy . Ocean Drilling Program. Дата обращения: 4 апреля 2009. Архивировано 29 июля 2010 года.
- ↑ Emperor subduction? (2006). Дата обращения: 1 апреля 2009. Архивировано 23 февраля 2015 года.CS1 maint: Uses authors parameter (link)
- ↑ M. Regelous; M. Regelous. Geochemistry of Lavas from the Emperor Seamounts, and the Geochemical Evolution of Hawaiian Magmatism from 85 to 42 Ma (англ.) // Journal of Petrology[англ.] : journal. — Oxford University Press, 2003. — Vol. 44, no. 1. — P. 113—140. — doi:10.1093/petrology/44.1.113. Архивировано 17 февраля 2006 года.
- ↑ D. O'Meara; D. O'Meara. Volcano: A Visual Guide (неопр.). — Firefly Books, 2008. — ISBN 978-1-55407-353-5.
- ↑ SITE 1206 . Ocean Drilling Program Database-Results of Site 1206. Ocean Drilling Program. Дата обращения: 9 апреля 2009. Архивировано 3 марта 2016 года.
- ↑ Site 1205 Background and Scientific Objectives . Ocean Drilling Program database entry. Ocean Drilling Program. Дата обращения: 10 апреля 2009. Архивировано 3 марта 2016 года.
- ↑ D. A. Clauge and G. B. Dalrymple (1987). «The Hawaiian-Emperor volcanic chain: Part 1. Geologic Evolution». United States Geological Survey Professional Paper 1350. p. 23.
- ↑ P. Wessel; P. Wessel. Observational Constraints on Models of the Hawaiian Hot Spot Swell (англ.) // Journal of Geophysical Research[англ.] : journal. — American Geophysical Union / Johns Hopkins Press, 1993. — Vol. 98, no. B9. — P. 16,095—16,104. — ISSN 0148-0227. — doi:10.1029/93JB01230. — . Архивировано 16 июля 2011 года.
Ссылки
[править | править код]- Pele. Goddess of Fire — мифы о богине Пеле
- The long trail of the Hawaiian hotspot // USGS.
- Volcano Watch: Hawaiian Volcano Observatory // USGS.