Havaju salu vulkāniskais karstais punkts

Saskaņā Havaju salas, Zemes garozā ir vulkānisks “karstais punkts”, caurums, kas ļauj lavai izdalīties un slāņoties. Miljonu gadu laikā šie slāņi veido vulkānisko iežu kalnus, kas galu galā sabojā kalna virsmu Klusais okeāns, veidojot salas. Tā kā Klusā okeāna plate ļoti lēnām pārvietojas pāri karstajam punktam, veidojas jaunas salas. Lai izveidotu pašreizējo Havaju salu ķēdi, vajadzēja 80 miljonus gadu.

1963. gadā kanādiešu ģeofiziķis Džons Tuzo Vilsons iepazīstināja ar strīdīgo teoriju. Viņš izvirzīja hipotēzi, ka zem Havaju salām ir karsts punkts - koncentrēta ģeotermiskā karstuma mantija, kas izkususi klintī un augšupceļoties kā magma caur lūzumiem zem zemes garoza.

Laikā, kad tās tika ieviestas, Vilsona idejas bija ļoti pretrunīgas, un daudzi apšaubāmi ģeologi nepieņēma teorijas par plākšņu tektonika vai karstajiem punktiem. Daži pētnieki domāja, ka vulkānu apgabali atrodas tikai plākšņu vidū, nevis pie subdukcijas zonas.

Tomēr Dr Vilsona karstā punkta hipotēze palīdzēja nostiprināt plāksnes tektonikas argumentu. Viņš sniedza pierādījumus tam, ka Klusā okeāna plate ir lēnām dreifējusi virs dziļi iesakņojusies karstā vietas par 70 miljoniem gadu laikā, atstājot aiz sevis Havaju grēdas-imperatora jūras piekrastes ķēdi, kurā ir vairāk nekā 80 izmirusi, neaktīva un aktīva vulkāni.

Vilsons centīgi strādāja, lai atrastu pierādījumus, un pārbaudīja vulkānisko iežu paraugus no katras Havaju salu vulkāniskās salas. Viņš atklāja, ka vecākie laika apstākļi bija nobrāzuši un sagrauti ģeoloģiskais laiks mērogi bija Kauai, vistālāk uz ziemeļiem esošajā salā, un šie ieži salās bija pakāpeniski jaunāki, kad viņš devās uz dienvidiem. Jaunākie ieži atradās Havaju salu dienvidu lielākajā salā, kas šodien aktīvi izvirdās.

Havaju salu vecums pakāpeniski samazinās, kā redzams šajā sarakstā:

• Niihau un Kauai (5,6 - 3,8 miljoni gadu veci).
• Oahu (3,4–2,2 miljoni gadu vecs)
• Molokai (1,8 - 1,3 miljoni gadu vecs)
• Maui (no 1,3 līdz 0,8 gadiem)
• Havaju sala (mazāk nekā 0,7 miljoni gadu veca) un tā joprojām paplašinās.

Vilsona pētījumi pierādīja, ka Klusā okeāna plate pārvietojas un pārvadā Havaju salas ziemeļrietumos no karstā vietas. Tas pārvietojas ar ātrumu četras collas gadā. Vulkāni tiek nogādāti prom no nekustīgās karstā vietas; tādējādi, attāloties tālāk, viņi kļūst vecāki un vairāk sagrauti, un viņu pacēlums samazinās.

Interesanti, ka pirms aptuveni 47 miljoniem gadu Klusā okeāna plāksnes ceļš mainīja virzienu no ziemeļiem uz ziemeļrietumiem. Iemesls tam nav zināms, bet tas varētu būt saistīts ar Indijas aptuveni vienā un tajā pašā laikā sadursmi ar Āziju.

Ģeologi tagad zina Klusā okeāna zemūdens vulkānu laikmetus. Ķēdes vistālāk ziemeļrietumos zemūdens Imperatora piekrastes (nodzisušie vulkāni) ir no 35 līdz 85 miljoniem gadu veci, un tie ir ļoti izpostīti.

Šie iegremdētie vulkāni, virsotnes un salas sniedzas 3 728 jūdžu (6000 kilometru) attālumā no Loihi jūras krasta netālu no Havaju salas Lielās salas, visu ceļu līdz Aleutijas grēdai Klusā okeāna ziemeļrietumos. Vecākajam jūras piekrastei Meidži ir 75–80 miljoni gadu, turpretim Havaju salas ir jaunākie vulkāni - un ļoti maza šīs plašās ķēdes daļa.

Šajā brīdī Klusā okeāna plāksne pārvietojas pa lokalizētu siltuma enerģijas avotu, proti, uz stacionāro karsto vietu, kas ir tik aktīva kalderas nepārtraukti plūst un periodiski izceļas Havaju salu lielajā salā. Lielajā salā ir pieci kopā savienoti vulkāni - Kohala, Mauna Kea, Hualalai, Mauna Loa un Kilauea.

Lielās salas ziemeļrietumu daļa pārstāja izcelties pirms 120 000 gadiem, turpretī Lielās salas dienvidrietumu daļā esošais vulkāns Mauna Kea izcēlās tikai pirms 4000 gadiem. Hualalai pēdējais izvirdums notika 1801. gadā. Zeme tiek nepārtraukti pievienota Havaju lielajai salai, jo uz tās virsmas ir nogulsnējusies lava, kas plūst no tās vairoga vulkāniem.

Mauna Loa, lielākais vulkāns uz Zemes, ir vismasīvākais kalns pasaulē, jo tas aizņem 19 000 kubikjūdzes (79 195,5 kubik km). Tas paceļas par 56 000 pēdām (17,069 m), kas ir par 27 000 pēdām (8 229,6 km) augstāk nekā Everests. Tas ir arī viens no pasaules aktīvākajiem vulkāniem, kas kopš 1900. gada ir izcēlušies 15 reizes. Jaunākie tās izvirdumi bija 1975. gadā (vienu dienu) un 1984. gadā (trīs nedēļas). Jebkurā laikā tas varētu atkal izcelties.

Kopš eiropiešu ierašanās Kilauea ir izcēlies 62 reizes, un pēc 1983. gada izvirduma tā palika aktīva. Tas ir Lielās salas jaunākais vulkāns vairoga veidošanas stadijā, un tas izvirdās no lielās kalderas (bļodas formas ieplaka) vai no tās plaisu zonām (spraugas vai plaisas).

Magma no Zemes mantijas paceļas līdz rezervuāram apmēram pusi līdz trīs jūdzes zem Kilauea virsotnes, un magmas rezervuārā palielinās spiediens. Kilauea izdala sēra dioksīdu no ventilācijas atverēm un krāteriem, un lava plūst uz salu un jūrā.

Uz dienvidiem no Havaju salām, aptuveni 21,8 jūdžu (35 km) attālumā no Lielās salas krastiem, no jūras dibena paceļas jaunākais zemūdens vulkāns Loihi. Tas pēdējo reizi izcēlās 1996. gadā, kas ir ļoti nesens ģeoloģiskajā vēsturē. Tas aktīvi izvada hidrotermiskos šķidrumus no sava virsotnes un plaisa zonām.

Celdamies apmēram 10 000 pēdu virs okeāna dibena līdz 3000 pēdām no ūdens virsmas, Loihi atrodas zemūdenes, pirms vairoga, stadijā. Saskaņā ar karsto punktu teoriju, ja tā turpina augt, tā varētu būt nākamā Havaju salas ķēdē.

Vilsona atradumi un teorijas ir palielinājuši zināšanas par karsto punktu vulkānu un plātņu tektonikas ģenēzi un dzīves ciklu. Tas ir palīdzējis virzīt mūsdienu zinātniekus un veikt izpēti nākotnē.

Tagad ir zināms, ka Havaju salu karstā punkta siltums rada šķidru izkausētu iežu, kas sastāv no sašķidrinātās ieža, izšķīdušās gāzes, kristāliem un burbuļiem. Tās izcelsme ir dziļi zem zemes astenosfērā, kas ir viskoza, daļēji cieta un pakļauta siltumam.

Ir milzīgas tektoniskās plāksnes vai plātnes, kas slīd pāri šai plastmasai līdzīgajai astenosfērai. Dēļ ģeotermiskā karstā punkta enerģija, magma vai izkusis iezis (kas nav tik blīvs kā apkārtējie ieži), paceļas caur lūzumiem no garozas.

Magma paceļas un izstumj savu ceļu caur loksnes tektonisko plāksni litosfēra (nekustīga, akmeņaina, ārēja garoza), un tā izvirzās okeāna dibenā, lai izveidotu piekrastes vai zemūdens vulkānisko kalnu. Jūras piekraste vai vulkāns izvirzās zem jūras simtiem tūkstošu gadu, un pēc tam vulkāns paceļas virs jūras līmeņa.

Kaudzei pievieno lielu daudzumu lavas, veidojot vulkāna konusu, kas galu galā izceļas virs okeāna grīdas - un tiek izveidota jauna sala.

Vulkāns turpina augt, līdz Klusā okeāna plate to nes prom no karstā vietas. Tad vulkāna izvirdumi pārstāj izcelties, jo vairs nav lavas piegādes.

Pēc tam izmiris vulkāns erodē, kļūstot par salas atolu un pēc tam par koraļļu atolu (gredzenveida rifs). Tā kā tas turpina grimt un graut, tas kļūst par jūras gultni vai gotiņu, plakanu zemūdens galda stiprinājumu, kas vairs nav redzams virs ūdens virsmas.

Kopumā Džons Tuzo Vilsons sniedza dažus konkrētus pierādījumus un dziļāku ieskatu ģeoloģiskajos procesos virs un zem Zemes virsmas. Viņa pieņemtā karstā punkta teorija, kas iegūta no Havaju salu pētījumiem, tagad ir pieņemta, un tā palīdz cilvēkiem saprast dažus pastāvīgi mainīgus vulkānisma un plāksnes tektonikas elementus.

Havaju salas zemūdens karstais punkts ir dinamisko izvirdumu impulss, atstājot aiz sevis akmeņainas paliekas, kas nepārtraukti paplašina salu ķēdi. Kamēr vecāku jūras gultņu skaits samazinās, jaunāki vulkāni izvirdās, un veidojas jauni lavas zemes posmi.