Пятнадцать вулканов, составляющих восемь основных островов Гавайев, являются самыми молодыми в цепи из более чем 129 вулканов, которые простираются на 5 800 километров (3600 миль) через северную часть Тихого океана , называемую цепью подводных гор Гавайи -Император . [1] Вулканы Гавайев поднимаются в среднем на 4600 метров (15000 футов), чтобы достичь уровня моря от своего основания. [2] Самый большой, Мауна-Лоа , имеет высоту 4 169 метров (13 678 футов). [2] Как щитовые вулканы , они построены из накопившихся потоков лавы, увеличиваясь на несколько метров или футов за раз, образуя широкую и пологую форму. [2]
На Гавайских островах наблюдается систематический подводный и субаэральный рост, за которым следует эрозия. Уровень развития острова отражает его удаленность от горячей точки Гавайев .
Фон [ править ]
Цепь подводных гор Гавайско-Императорская примечательна своей протяженностью и количеством вулканов. Цепь разделена на две части поперек разрыва, отделяя более старую цепь Императорских подводных гор от более молодой Гавайского хребта; V-образный изгиб цепи хорошо заметен на картах. [1] К юго-востоку вулканы становятся все моложе; возраст самого старого вулкана, расположенного на северной оконечности, составляет 81 миллион лет. Разрыв между двумя субцепями составляет 43 миллиона лет; для сравнения, возраст самого старого из главных островов, Кауаи , немногим превышает 5 миллионов лет. [1]
«Сборочный конвейер», который формирует вулканы, приводится в движение горячей точкой - шлейфом магмы глубоко внутри Земли, производящим лаву на поверхности. По мере того как Тихоокеанская плита движется в направлении запад-северо-запад, каждый вулкан перемещается вместе с ней от места своего происхождения над горячей точкой. Возраст и местоположение вулканов являются показателем направления, скорости движения и ориентации Тихоокеанской плиты . Выраженный 43-миллионный разрыв, отделяющий Гавайский хребет от Цепи Императора, знаменует резкое изменение направления движения плит. [1] Первоначальные, более глубокие вулканические извержения характеризуются подушкообразной лавой., названные так из-за своей формы, в то время как мелководные извержения, как правило, состоят в основном из вулканического пепла . Когда вулкан поднимается достаточно высоко, чтобы устранить помехи со стороны воды, его потоки лавы превращаются в веревочные пахоеве и глыбы лавы Аа . [1]
Наше нынешнее понимание процесса эволюции восходит к первой половине 20 века. Пониманию этого процесса способствовали частые наблюдения извержений вулканов, изучение контрастных типов горных пород и картирование рекогносцировки. Совсем недавно нашему пониманию помогли геофизические исследования, подводные исследования на шельфе, появление радиоактивного датирования, достижения в петрологии и геохимии, расширенное наблюдение и мониторинг, а также подробные геологические исследования. [3] Отношение магния к кремнезему в лаве является признаком того, на какой стадии находится вулкан, поскольку со временем лава вулкана смещается от щелочной к толеитовой , а затем обратно к щелочной. [3]
Хотя вулканизм и эрозия являются главными факторами роста и эрозии вулкана, здесь также присутствуют и другие факторы. Известно, что происходит проседание. Изменения уровня моря, происходящие в основном в плейстоцене , вызвали резкие изменения; Примером может служить распад Мауи Нуи , первоначально представлявшего собой остров из семи вулканов, который в результате проседания превратился в пять островов. Большое количество осадков из-за эффекта пассата влияет на степень эрозии многих крупных вулканов. Обрушения береговой линии, примечательная часть истории многих гавайских вулканов, часто разрушительны и разрушают большую часть вулканов. [3]
Предзащитная ступень подводной лодки [ править ]
Когда вулкан образуется рядом с гавайской горячей точкой, он начинает свой рост на стадии подводной защиты, которая характеризуется нечастыми, как правило, небольшими извержениями. Вулкан имеет крутые склоны, обычно имеет определенную кальдеру и две или более рифтовых зон, расходящихся от вершины. Типом лавы, извергнутой на этой стадии активности, является щелочно- базальтовый . [4] Из-за растягивающих сил обычно возникают две или более рифтовых зон . Лава накапливается в неглубоком резервуаре для хранения магмы. [5]
Поскольку извержения вулкана происходят под водой, обычно извергается лава из подушек . Подушка лава - это округлые шары лавы, которым было дано очень мало времени остыть из-за непосредственного воздействия воды. Давление воды предотвращает взрыв лавы при контакте с холодной океанской водой, заставляя ее кипеть и быстро затвердевать. Считается, что этот этап длится около 200000 лет, но извержение лавы на этом этапе составляет лишь крошечную часть окончательного объема вулкана. [1] С течением времени высыпания становятся сильнее и чаще.
Единственный пример Гавайских вулкана в этой стадии Lô ' IHI подводных гор, который , как полагают, переходит от этапа подводной лодки preshield в фазу подводной сцены щита. Все старые вулканы имеют свои сценический preshield лав погребенных младшими лав, так что все , что известно об этой стадии происходит из исследования , проведенное на Л.О. " IHI подводной горы. [1]
Этапы щита [ править ]
Щитовая стадия вулкана подразделяется на три фазы: подводную, взрывную и субаэральную. На этой стадии роста вулкан накапливает около 95 процентов своей массы и принимает форму «щита», в честь которой названы щитовые вулканы . Это также стадия, на которой частота извержений вулкана достигает своего пика. [4]
Подводная фаза [ править ]
По мере того, как извержения становятся все более частыми в конце предщитовой стадии, состав лавы, извергнутой Гавайским вулканом, меняется с щелочного базальта на толеитовый базальт, и вулкан переходит в подводную фазу стадии щита. На этом этапе вулкан продолжает извергать подушечную лаву. Кальдеры формируются, заполняются и реформируются на вершине вулкана, а рифтовые зоны остаются заметными. Вулкан поднимается до уровня моря. Подводная фаза заканчивается, когда вулкан погружается в воду лишь на небольшую глубину. [4]
Единственный пример вулкана в этой стадии Lô ' IHI подводных гор, который теперь переходит в эту фазу из стадии preshield.
Взрывная фаза [ править ]
Эта вулканическая фаза, названная так из-за происходящих взрывных реакций с лавой, начинается, когда вулкан пробивает поверхность. Давление и мгновенное охлаждение при нахождении под водой прекращается, вместо этого происходит контакт с воздухом. Лава и морская вода периодически контактируют, в результате чего образуется много пара. [1] Изменение окружающей среды также приводит к изменению типа лавы, и лава с этой стадии в основном фрагментируется на вулканический пепел. Эти взрывные извержения продолжаются с перерывами в течение нескольких сотен тысяч лет. [1] Кальдеры постоянно развиваются и заполняются, а рифтовые зоны остаются заметными. Фаза заканчивается, когда вулкан имеет достаточную массу и высоту (около 1000 метров (3000 футов) над уровнем моря), чтобы исчезнуть взаимодействие между морской водой и извергающейся лавой.[1]
Субаэральная фаза [ править ]
Как только вулкан прибавил достаточно массы и высоты, чтобы прекратить частые контакты с водой, начинается субаэральный подэтап. На этом этапе активности взрывные высыпания становятся намного реже, а характер высыпаний становится более мягким. Потоки лавы представляют собой комбинацию пахоехо и аа. [1] Именно на этом этапе формируется низкопрофильная « щитовая » форма гавайских вулканов, названная в честь формы щита воина. [4] Пиковая скорость и частота извержений, и около 95% возможного объема вулкана формируется в течение примерно 500 000 лет. [1]
Лава, извергавшаяся на этой стадии, образует потоки пахоехо или аа. На этой субаэральной стадии склоны растущих вулканов нестабильны, и в результате могут возникать крупные оползни . По меньшей мере 17 крупных оползней произошло вокруг крупных Гавайских островов. Эта стадия, пожалуй, наиболее хорошо изучена, поскольку все извержения, произошедшие в 20 веке на острове Гавайи, были вызваны вулканами в этой фазе. [4]
Вулканы Мауна-Лоа и Килауэа находятся в этой фазе активности.
Стадия постщита [ править ]
Когда вулкан достигает конца стадии щита, вулкан проходит еще одну серию изменений, когда он входит в стадию постщита. Тип извержения лавы меняется от толеитового базальта к щелочному базальту, а извержения становятся немного более взрывоопасными. [4] Результаты Гавайского научного проекта бурения подтверждают, что скорость извержения вулканов постщитовой стадии начала снижаться между 600 и 400 тысячами лет (тыс. Лет назад). [6]
Извержения на постщитовой стадии покрывают вулкан панцирем лавы с низким содержанием кремнезема и высоким содержанием щелочей, противоположным стадии до него. Однако некоторые гавайские вулканы расходятся с этим. Лава извергается, когда коренастая пастообразная аа течет вместе с большим количеством золы . [1] Развитие кальдеры прекращается, и рифтовые зоны становятся менее активными. Новые потоки лавы увеличивают уклон склона, так как «аа» никогда не достигает подножия вулкана. Эти лавы обычно заполняют кальдеру и выходят за ее пределы . [1] Скорость извержения постепенно снижается в течение примерно 250 000 лет, в конечном итоге полностью прекращаясь, когда вулкан становится неактивным . [1]
Вулканы Мауна-Кеа , Хуалалай и Халеакала находятся на этой стадии активности.
Стадия эрозии [ править ]
После того, как вулкан становится бездействующим, силы эрозии захватывают гору. Вулкан погружается в океаническую кору из-за своего огромного веса и теряет высоту. Между тем, дождь также разрушает вулкан, создавая глубоко врезанные долины. Вдоль береговой линии растут коралловые рифы . Вулкан становится скелетом своего прежнего «я». [4]
Вулканы Кохала , Махукона , Ланаи и Вайанаэ являются примерами вулканов на этой стадии развития.
Обновленный этап [ править ]
После длительного периода покоя и эрозии поверхности вулкан может снова стать активным, вступив в заключительную стадию активности, называемую стадией омоложения. На этом этапе вулкан очень редко извергает небольшие объемы лавы. Эти извержения часто растягиваются на несколько миллионов лет. [1] Состав лав, извергавшихся на этой стадии, обычно щелочной. Этап обычно наступает через 0,6–2 миллиона лет после того, как он вступил в цикл выветривания. [7]
Ko'olau Range , West Maui и Kaho'olawe вулканы являются примерами вулканов на данном этапе развития. Однако обратите внимание, что, поскольку на этой стадии извержения очень редки (происходят с разницей в тысячи или даже десятки тысяч лет), эрозия по-прежнему является основным фактором, контролирующим развитие вулкана.
Вымершая стадия [ править ]
После стадии омоложения вулкан находится слишком далеко от очага, чтобы получить новую магму, и поэтому никогда больше не извергнется. Вулкан продолжает погружаться в океан и подвергаться глубокой эрозии, что приводит к нечастым, но крупным обрушениям его первоначальной структуры. В вулкане нет остатков магмы в камерах, и он действительно мертв.
Вулканы Западный Молокаи , Вайалеале и Ниихау находятся на этой стадии развития.
Этап кораллового атолла [ править ]
В конце концов, эрозия и проседание разрушают вулкан до уровня моря. В этот момент вулкан становится атоллом с кольцом коралловых и песчаных островов, окружающих лагуну . Все гавайские острова к западу от вершины Гарднера на северо-западе Гавайских островов находятся на этой стадии.
Стадия Гайо [ править ]
Атоллы являются продуктом роста тропических морских организмов , поэтому этот тип островов встречается только в теплых тропических водах . В конце концов, Тихоокеанская плита переносит вулканический атолл в воды, слишком холодные для этих морских организмов, чтобы поддерживать коралловый риф своим ростом. [1] Вулканические острова, расположенные за пределами требований к температуре теплой воды для организмов, строящих рифы, становятся подводными горами по мере их оседания и эрозии на поверхности. Остров, расположенный там, где температура воды в океане достаточно высока для роста рифов вверх, чтобы идти в ногу со скоростью опускания, называется точкой Дарвина. [4] Острова в более северных широтахэволюционировать в сторону подводных гор или гайотов; Острова ближе к экватору эволюционируют в сторону атоллов (см. атолл Куре ).
После гибели рифа вулкан оседает или разрушается ниже уровня моря и становится покрытой кораллами подводной горой. Эти подводные горы с плоскими вершинами называются гайотами . Большинство, если не все, вулканы к западу от атолла Куре, а также большинство, если не все, вулканы в цепи Императорских подводных гор являются гайотами или подводными горами . [4]
Другие шаблоны [ править ]
Не все гавайские вулканы проходят через все эти стадии активности. Примером может служить хребет Коолау на Оаху , который доисторически был опустошен катастрофическим оползнем , никогда не проходил стадию постщита и бездействовал на сотни тысяч лет после стадии щита, прежде чем вернуться к жизни. Некоторые вулканы никогда не поднимались над уровнем моря; нет никаких свидетельств того, что Западный Молокаи прошел стадию омоложения, в то время как его более молодые соседи, Восточный Молокаи и Западный Мауи , очевидно, прошли это. В настоящее время неизвестно, на какой стадии развития находится затопленный вулкан Penguin Bank . [4]
Применение к другим группам [ править ]
В последние годы исследования на других подводных горах, например на подводной горе Джаспер , подтвердили, что гавайская модель применима и к другим подводным горам. [8]
См. Также [ править ]
- Список вулканов в цепи подводных гор Гавайи-Император
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q "Эволюция гавайских вулканов" . Сайт USGS . USGS. 8 сентября 1995 . Проверено 29 мая 2018 .
- ^ a b c Л. Гамильтон, Розанна (1995). «Знакомство с гавайскими вулканами» . Интернет . www.solarviews.com . Проверено 9 марта 2009 .
- ^ a b c USGS , стр. 149 (цифровой стр.167)
- ^ a b c d e f g h i j Морган, Джозеф Р. (1996). «Вулканические формы рельефа». Гавайи: уникальная география . Гонолулу, Гавайи: Бесс Пресс . С. 9–13. ISBN 978-1-57306-021-9.
- ^ "Открытые вулканы Гавайев" (PDF) . Плакат USGS . USGS . Архивировано из оригинального (PDF) 26 октября 2004 года . Проверено 28 марта 2009 .
- ^ Родс, Дж. Майкл; Гарсия, Майкл O .; Норман, Марк. «Геохимические аргументы в пользу гавайского плюма» . Презентация PowerPoint . Университет Массачусетса, Университет Британской Колумбии, Университет Гавайев, Австралийский национальный университет . Проверено 8 марта 2009 .
- ^ Гарсия, Майкл O .; Каплан-Ауэрбанч, Джеки; Де Карло, Эрик Х .; Курц, доктор медицины; Беккер, Н. (20 сентября 2005 г.). «Геология, геохимия и история землетрясений на подводной горе Лихи, Гавайи». Геохимия . Это личная версия автора статьи, которая была опубликована 16 мая 2006 г. как «Геохимия и история землетрясений на подводной горе Лихи, самом молодом вулкане на Гавайях», в Chemie der Erde - Geochemistry (66) 2: 81–108. СОЭСТ . 66 (2): 81–108. DOI : 10.1016 / j.chemer.2005.09.002 .
- ^ Контер, Джаспер G .; Штаудигель, Юбер; Джи, Джеффри. "В центре внимания 2: подводная гора Джаспер" (PDF) . Океанография . Специальный выпуск о подводных горах. Общество океанографии . 23 (1). Архивировано из оригинального (PDF) 13 июня 2010 года . Проверено 28 июля 2010 года .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Роберт В. Деккер ; Томас Л. Райт; Питер Х. Страффер (ред.). Вулканизм на Гавайях-Том 1 (PDF) . Геологическая служба США - вулканизм Гавайев. том 1. Геологическая служба США (документ № 1350) и Гавайская обсерватория вулканизма . Проверено 31 марта 2009 .
Внешние ссылки [ править ]
- Наблюдение за вулканами - Эволюция гавайских вулканов
| vтеТемы гавайского вулканизма ( список ) | ||
|---|---|---|
| Наветренные острова |
|  |
| Leeward Isles |
| |
| Императорские горы |
| |
| Заметные извержения и отверстия |
| |
| Темы |
|
