Geologia Hawaii

Geologia Hawaii  - structura geologică a Insulelor Hawaii , originea și dezvoltarea lor, descrisă pe baza studiului proceselor geologice , compoziției și structurii scoarței terestre din această regiune .

Arhipelagul hawaian este strâns legat din punct de vedere geologic de crestele subacvatice hawaiene și imperiale situate pe placa litosferică a Pacificului .

Procese geologice

Principalele procese prin care s-au format Insulele Hawaii ( procese geologice endogene ):

Principalele procese de distrugere a Insulelor Hawaii ( procese geologice exogene ):

Istorie

Expediții științifice

Primii naturaliști care au început să studieze procesele vulcanice din Insulele Hawaii au fost călători ca parte a expedițiilor pe mare în Hawaii:

În 1840-1841, mineralogul american James Dana a făcut parte dintr-o mare expediție din Pacific condusă de Charles Wilkes . În vârful Mauna Loa , el a măsurat forța gravitației cu un pendul . Mostre colectate de lavă au descris forma în formă de scut a vulcanilor hawaiani. Misionarul Titus Koan, la cererea lui Dan, a continuat să observe vulcanii. Aceasta a permis publicarea primului raport științific (1949) [3] .

În 1880-1881, Dana a continuat să studieze Hawaii, a confirmat (prin gradul de eroziune ) creșterea vârstei insulelor în direcția nord-vest. El a concluzionat că lanțul hawaian consta din două lanțuri vulcanice situate de-a lungul unor căi paralele separate. Le-a numit:

El a sugerat prezența unei zone fracturate acolo - „Marea falie a Danei”, teoria sa a existat până la mijlocul secolului al XX-lea [4]

În timpul expediției din 1884-1887, C. I. Dutton a extins ideile Danei:

Observații permanente

Începând cu anii 1820, pe insule s-au stabilit misionari creștini, care au putut observa constant natura hawaiană. Printre acestea [6] :

Primele organizații științifice și periodice din Hawaii:

În 1911-1912, geologii Thomas Jaggar de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts , Reginald Daly de la Universitatea Harvard și vulcanologul Frank Perret au fondat Observatorul Vulcanic din Hawaii pe vârful vulcanului Kilauea .

În 1946, Harold Sternsom a creat un model evolutiv pentru formarea insulelor bazat pe o determinare mai precisă a vârstei rocilor [8]

În 1963, John Tuzo Wilson a dezvoltat teoria clasică a „punctului fierbinte” a punctelor vulcanice . El a propus ca un singur penar fix de manta („pene de manta”) provoaca o eruptie si construirea unui vulcan, care este apoi retras si izolat de sursa de incalzire prin miscarea placii litosferice din Pacific . Ca urmare a acestui proces, de-a lungul a milioane de ani, vulcanul devine mai puțin activ și în cele din urmă este distrus de eroziune , lăsând sub nivelul mării . Conform acestei teorii, a avut loc o îndoire în jurul valorii de 60°, unde segmentele imperiale și hawaiiene ale lanțului au arătat o schimbare în direcția plăcii Pacificului.

Începând cu anii 1970, fundul mării din Hawaii a fost cercetat în detaliu de către sonar și submersibile [9] [10] din 1994 până în 1998 [11] , confirmând teoria hotspot-ului hawaian.

Înainte de aceasta, pentru o lungă perioadă de timp s-a crezut că arhipelagul hawaian era o „zonă de falie” a scoarței terestre , deși a fost deja determinată o vârstă diferită consistentă a vulcanilor de-a lungul acestei falii [12] .

În 2003, a apărut o nouă teorie - „hotspot-ul mobil Hawaiian”, care sugerează că în urmă cu 47 de milioane de ani, îndoirea a fost cauzată de o schimbare a mișcării penei , și nu a plăcii Pacificului .

Vulcanismul hawaian

Vulcanii hawaiani activi sunt localizați deasupra punctului fierbinte din Hawaii, care încălzește camerele vulcanice și provoacă erupții. În prezent active sunt situate deasupra hotspot-ului: Kilauea , Mauna Loa și vulcanul subacvatic Loihi .

Vulcanii hawaiani sunt caracterizați prin erupții de „tip hawaian”  - se caracterizează prin revărsări de lavă lichidă, foarte mobilă, care formează câmpuri mari plate de lavă care curge departe. Materialul piroclastic este practic absent.

Vulcanii activi hawaiani sunt caracterizați prin erupții frecvente de ruptură (fisura) (zonele de ruptură sunt trăsătura lor caracteristică) [13] .

Vulcanii scut (sub formă de scut) au format Insulele Hawaii . Lățimea Mauna Loa este de aproximativ 120 km, iar baza sa subacvatică (193 km lățime) ajunge la o adâncime de 5791 metri [14] . Astfel, înălțimea vulcanului de la baza sa subacvatică este de 9960 de metri. Vulcanul are cel mai mare volum și zonă de scurgere de lavă (dintre vulcanii de suprafață) - aproximativ 5.200 km² - cel mai mare vulcan scut de suprafață de pe Pământ .

Vulcanii hawaiani au de obicei 4 etape în dezvoltarea lor (exemple de vulcani):

  1. Stadiul alcalin timpuriu - vulcanismul submarin ( Loihi )
  2. Etapa de scut - aproximativ 95% din volumul de lavă al vulcanului este turnat ( Kilauea și Mauna Loa )
  3. Etapa alcalină post-scut - lava mai densă creează conuri vulcanice laterale ( Mauna Kea a trecut de această etapă)
  4. Etapa de renaștere (întinerire) - lavele de diferite chimie erup pentru ultima dată după o perioadă lungă de odihnă și eroziune, construiesc un con peste caldeiră ( Mauna Kea ).

Cutremurele și alunecări de teren

Peste 85 de milioane de ani, punctul Hawaiian a creat cel puțin 129 de vulcani, dintre care 123 sunt dispăruți, 4 sunt activi și 2 sunt vulcani latenți [15] .

Pe măsură ce masa și volumul vulcanilor cresc, marginile lor se desprind și alunecă în ocean. Cartografierea fundului mării a scos la iveală cel puțin 70 de alunecări mari de teren în Hawaii, cu lățime de la 20 până la 200 de kilometri și cu un volum de până la 5.000 de kilometri cubi. Aceste alunecări de teren pot fi împărțite în două categorii principale:

Vulcanismul generează cutremure care provoacă, de asemenea, fisuri de lavă, căderi de pietre și alunecări de teren.

Mineralogie și petrolologie

În mineralogie și petrolologie în onoarea Hawaii au fost numite caracteristice ale acestora: [17] :

Evoluție

Ciclul de viață al unei insule constă din mai multe etape sau faze:

Vezi și

Vulcanii insulei Hawaii și limitele lor pe hartă:
  1. Kohala ( 1670 m ) - dispărut;
  2. Mauna Kea ( 4205 m ) - inactiv;
  3. Hualalai ( 2523 m ) - inactiv;
  4. Mauna Loa ( 4169 m ) - activ;
  5. Kilauea ( 1247 m ) - activ;
  6. Loihi ( −975 m ) - activ subacvatic.

Note

  1. ↑ Barnard WM Earliest Ascents of Mauna Loa Volcano, Hawaii Arhivat 18 septembrie 2009 la Wayback Machine // Hawaiian Journal of History. 1991 Vol. 25. P. 53-70.
  2. ↑ Macrae J. WF Wilson, ed. Cu Lord Byron la Insulele Sandwich în 1825: Fiind Extrase din Jurnalul MS al lui James Macrae, botanist scoțian. 1922. ISBN 978-0-554-60526-5 .
  3. ↑ Dana JD Pe insulele Hawaii // Expediția de explorare a Statelor Unite: în timpul anului 1838, 1839, 1840, 1841, 1842. Vol. 10: Geologie . New York, Londra: G. Putnam, 1849, p. 155-284.
  4. ↑ GR Foulger Împăratul și lanțurile vulcanice din Hawaii: Cât de bine se potrivesc cu ipoteza penelor? . Consultat la 1 aprilie 2009. Arhivat din original pe 16 ianuarie 2012.
  5. ↑ Vulcanismul din Hawaii: documente pentru comemorarea a 75 de ani de la înființarea Observatorului Vulcanilor din  Hawaii . - United States Geological Survey, 1987. - Vol. unu.
  6. ↑ Ziegler AC The Resident amator naturalist period // Hawaiian Natural History, Ecology, and Evolution. Honolulu: University of Hawai'i Press, 2002, pp. 381-386.
  7. ↑ Babb JL, Kauahikaua JP, Tilling RI Povestea Observatorului Vulcanului din Hawaii — A remarcabil primii 100 de ani de urmărire a erupțiilor și a cutremurelor: US Geological Survey General Information Product 135, 2011. 60 p. usgs.gov Arhivat pe 7 decembrie 2017 la Wayback Machine .
  8. ↑ RA Apple Thomas A. Jaggar, Jr. și Observatorul Vulcanului din Hawaii . Observatorul Vulcanilor din Hawaii; United States Geological Survey (4 ianuarie 2005). Arhivat din original pe 14 iunie 2009.
  9. ↑ RJ Van Wyckhouse Synthetic Bathymetric Profiling System (SYNBAPS) (link nu este disponibil) . Centrul de Informaţii Tehnice de Apărare (1973). Data accesului: 25 octombrie 2009. Arhivat din original la 27 februarie 2012. 
  10. ↑ H. Rance; H.Rance. Geologie istorică: prezentul este cheia  trecutului . - QCC Press, 1999. - P. 405-407.
  11. ↑ MBARI Hawaii Multibeam Survey . Institutul de Cercetare pentru Acvariul din Golful Monterey (1998). Preluat la 29 martie 2009. Arhivat din original la 12 august 2016.
  12. ↑ Zona de falie imperial-hawaiană Aprodov V.A. // Vulcani. M.: Gândirea, 1982. S. 303-306. (Seria Natura lumii)
  13. ↑ Cum funcționează vulcanii: scut vulcanii (link indisponibil) . Universitatea de Stat din San Diego. Data accesului: 25 ianuarie 2012. Arhivat din original la 2 ianuarie 2014. 
  14. ↑ Potrivit Bishop Museum din Honolulu , 2017.
  15. ↑ K. Rubin Răspuns la Ask-An-Earth-Scientist . Universitatea din Hawaii. Preluat la 11 mai 2009. Arhivat din original la 13 august 2016.
  16. ↑ B.C. Kerr. Stratigrafia seismică a munților submarini din Detroit, lanțul de munți submarini al împăratului hawaian: vulcanism post-hot-spot-construcție de scuturi și depunerea derivă Meiji  //  Geochimie, Geofizică, Geosisteme : jurnal. - Universitatea Stanford , 2005. - 12 iulie ( vol. 6 , nr. 7 ). — P. n/a . - doi : 10.1029/2004GC000705 . - Cod biblic .
  17. ↑ Dicţionar petrologic englez-rus. M.: Mir, 1986. S. 219.
  18. ↑ Rapoarte recente de stare Kīlauea, actualizări și lansări de informații . United States Geological Survey—Observatorul vulcanilor din Hawaii. Consultat la 15 martie 2009. Arhivat din original la 25 ianuarie 2005.
  19. ↑ Muntele submarine . Enciclopaedia Britannica . Britannica Inc. (1913). Consultat la 15 martie 2009. Arhivat din original la 26 aprilie 2015.

Link -uri