الصفائح التكتونية

تكتونية الصفائح ونقطة هاواي الساخنة



أعيد نشرها من ثورات البراكين في هاواي - الماضي والحاضر والمستقبلروبرت تيلينج وكريستينا هيلكر ودونالد سوانسونمعلومات عامة عن المسح الجيولوجي الأمريكي المنتج 117.

خريطة حوض المحيط الهادئ: خريطة لحوض المحيط الهادئ توضح موقع سلسلة جبال هاواي ريدج - الإمبراطور وخندق أليوتيان. خريطة أساسية من "هذا الكوكب الديناميكي".

أصل جزر هاواي

جزر هاواي هي قمم الجبال البركانية العملاقة التي تشكلت من ثورات لا حصر لها من الحمم السوائل على مدى عدة ملايين من السنين. بعض البرج أكثر من 30000 قدم فوق قاع البحر. لا تمثل هذه القمم البركانية التي ترتفع فوق سطح المحيط سوى الجزء الصغير المرئي من سلسلة غواصات هائلة ، سلسلة جبال هاوايان ريدج - إمبراطور البحرية ، التي تتكون من أكثر من 80 براكًا كبيرًا.

مونا كيا بركان في جزيرة هاواي على ارتفاع 13796 قدم. ومع ذلك ، تبدأ قاعدة الجزيرة حوالي 18000 قدم تحت مستوى سطح البحر. إذا كانت جزيرة هاواي تعتبر "جبلًا" ، فستكون أطول جبل في العالم ، متغلبًا على جبل إفرست بأكثر من 1000 قدم. أعرف أكثر.

تمتد هذه المجموعة عبر قاع المحيط الهادي من جزر هاواي إلى خندق أليوتيان. يبلغ طول مقطع هاواي ريدج وحده ، بين جزيرة هاواي وجزيرة ميدواي إلى الشمال الغربي ، حوالي 1600 ميل ، تقريبًا المسافة من واشنطن العاصمة إلى دنفر ، كولورادو. إن كمية الحمم البركانية التي نشأت لتشكل هذا التلال الضخم ، حوالي 186000 ميل مكعب ، أكثر من كافية لتغطية ولاية كاليفورنيا بطبقة يبلغ سمكها 1 ميل.

أنواع حدود اللوحة: كتلة المخططات من حدود متباعدة ، متقاربة وتحويل لوحة.

تكتونية الصفائح ونقطة هاواي الساخنة

في أوائل الستينيات من القرن العشرين ، ظهرت المفاهيم ذات الصلة بـ "انتشار قاع البحر" و "تكتونيات الصفائح" كفرضيات جديدة قوية استخدمها الجيولوجيون لتفسير ملامح وحركة طبقة سطح الأرض. وفقًا لنظرية الصفائح التكتونية ، تتكون الطبقة الخارجية الصلبة للأرض ، أو "الغلاف الصخري" ، من حوالي عشرة ألواح أو ألواح ، يبلغ سمك كل منها من 50 إلى 100 ميل. تنتقل هذه الصفائح إلى بعضها البعض بمتوسط ​​سرعات يبلغ بضع بوصات في العام تقريبًا بأسرع نمو أظافر الإنسان. يتعرف العلماء على ثلاثة أنواع شائعة من الحدود بين هذه اللوحات المتحركة (انظر المخططات):

(1) حدود متباعدة

تتفكك اللوحات المجاورة ، كما هو الحال في منتصف المحيط الأطلسي ريدج ، الذي يفصل بين أمريكا الشمالية ودول أمريكا الجنوبية لوحات من أوراسيا وأفريقيا. يؤدي هذا التفتت إلى "انتشار قاع البحر" كمادة جديدة من الطبقة السفلية الصلبة ، أو "asthenosphere" ، تملأ الشقوق وتضيف إلى هذه اللوحات المحيطية. انظر: التدريس حول حدود الألواح المتباعدة.

(2) الحدود المتقاربة

تتحرك صفيحتان تجاه بعضهما البعض ويتم سحب أحدهما لأسفل (أو "تم إخضاعه") أسفل الآخر. وتسمى أيضًا حدود الألواح المتقاربة "مناطق الانقسام" ويتم توصيفها بواسطة خندق ألوتيان ، حيث يتم إخضاع لوحة المحيط الهادئ تحت صفيحة أمريكا الشمالية. يعد جبل سانت هيلينز (جنوب غرب واشنطن) وجبل فوجي (اليابان) مثالين ممتازين على البراكين في منطقة الاندساس التي تشكلت على طول حدود الألواح المتقاربة. انظر: التدريس حول حدود الألواح المتقاربة.

(3) تحويل الحدود

لوحة واحدة تنزلق أفقيا الماضي آخر. المثال الأكثر شهرة هو منطقة صدع سان أندرياس في كاليفورنيا المعرضة للزلازل ، والتي تمثل الحدود بين لوحات المحيط الهادئ وأمريكا الشمالية. راجع: التدريس حول تحويل حدود الألواح.

الصفائح التكتونية والبراكين النشطة في العالم: تقع معظم البراكين النشطة على طول أو بالقرب من حدود الصفائح التكتونية المتغيرة للأرض. ومع ذلك ، تحدث براكين هاواي في منتصف صفيحة المحيط الهادئ وتتشكل بواسطة البراكين فوق "بقعة ساخنة" في هاواي (انظر النص). تظهر فقط بعض من أكثر من 500 من البراكين النشطة في الأرض هنا (مثلثات حمراء). هيئة المسح الجيولوجي الامريكية صورة. اضغط للتكبير.

الزلازل والبراكين على حدود الألواح

تحدث جميع زلازل العالم والبراكين النشطة تقريبًا على طول أو بالقرب من حدود الألواح المتحركة للأرض. لماذا إذن تقع براكين هاواي في وسط المحيط الهادئ ، على بعد أكثر من 2000 ميل من أقرب حدود مع أي لوحة تكتونية أخرى؟ لم يكن لدى مؤيدي تكتونية الصفائح في البداية أي تفسير لحدوث البراكين داخل الأجزاء الداخلية للوحة (البراكين "الداخلية").

فرضية "النقطة الساخنة"

ثم في عام 1963 ، قدم جي توزو ويلسون ، الجيوفيزيائي الكندي ، تفسيرًا بارعًا في إطار تكتونية الصفائح من خلال اقتراح فرضية "النقطة الساخنة". أصبحت فرضية ويلسون مقبولة على نطاق واسع ، لأنها تتفق بشكل جيد مع الكثير من البيانات العلمية حول سلاسل الجزر البركانية الخطية في المحيط الهادئ بشكل عام وجزر هاواي بشكل خاص.

ما مدى عمق النقاط الساخنة؟

وفقًا لويلسون ، فإن الشكل الخطي المميز لسلسلة هاواي-إمبراطور يعكس الحركة التقدمية للوحة المحيط الهادئ فوق بقعة ساخنة "عميقة" و "ثابتة". في السنوات الأخيرة ، كان العلماء يناقشون العمق (الأعماق) الفعلي لبقع هاواي وغيرها من النقاط الساخنة للأرض. هل تمتد فقط بضع مئات من الأميال تحت الغلاف الصخري؟ أم أنها تمتد إلى أسفل آلاف الأميال ، وربما إلى حدود الأرض عباءة؟

هل النقاط الساخنة تتحرك؟

أيضًا ، بينما يوافق العلماء عمومًا على أن النقاط الساخنة ثابتة في موضعها بالنسبة للألواح الغالبة سريعة الحركة ، أظهرت بعض الدراسات الحديثة أن النقاط الساخنة يمكن أن تنتقل ببطء عبر الزمن الجيولوجي. على أي حال ، فإن منطقة هاواي الساخنة تذوب جزئيًا المنطقة الواقعة أسفل صفيحة المحيط الهادئ مباشرةً ، مما ينتج عنه نقاط صغيرة معزولة من الصخور المنصهرة (الصهارة). أقل كثافة من الصخور الصلبة المحيطة بها ، تلتقط صخور الصهارة معًا وترتفع بقوة خلال المناطق الضعيفة من الناحية الهيكلية وتندلع في النهاية على شكل حمم على قاع المحيط لبناء البراكين.

سلسلة هاواي الإمبراطور

على مدى حوالي 70 مليون عام ، تركت العمليات المشتركة لتشكيل الصهارة والثوران والحركة المستمرة للوحة المحيط الهادئ فوق البقعة الساخنة الثابتة آثار البراكين عبر قاع المحيط التي نسميها الآن سلسلة هاواي-إمبراطور. إن الانحناء الحاد في السلسلة على بعد حوالي 2200 ميلاً شمال غرب جزيرة هاواي قد تم تفسيره سابقًا على أنه تغيير كبير في اتجاه حركة الألواح منذ حوالي 43-45 مليون عام (ما) ، كما هو مقترح من قبل عصور البراكين. الانحناء.

ومع ذلك ، تشير الدراسات الحديثة إلى أن الجزء الشمالي (سلسلة الإمبراطور) التي تشكلت أثناء انتقال النقطة الساخنة جنوبًا حتى حوالي 45 مترًا ، عندما أصبحت ثابتة. بعد ذلك ، سادت حركة الألواح الشمالية الغربية ، مما أدى إلى تشكيل "هاواي ريدج" من المصب من النقطة الساخنة.

هاواي هوت سبوت: منظر قاطع على طول سلسلة جزيرة هاواي يُظهر أعمدة الوشاح المستنبت التي تغذي بقعة هاواي الساخنة على صفيحة المحيط الهادئ. تعد الأعمار الجيولوجية لأقدم بركان في كل جزيرة (منذ ملايين السنين) أقدم بشكل تدريجي إلى الشمال الغربي ، بما يتماشى مع نموذج النقاط الساخنة لأصل سلسلة جبال هاواي ريدج-الإمبراطور. تم تعديلها من صورة جويل إي. روبنسون ، USGS ، في خريطة "هذا الكوكب الديناميكي" لسيمكين وآخرين ، 2006.

بحيرة لويهي: غواصة نشطة قبالة الساحل الجنوبي لجزيرة هاواي الكبيرة. المشاع الإبداعي صورة بواسطة Kmusser. اضغط للتكبير.

عصر الجزر

جزيرة هاواي هي أقصى الجنوب الشرقي والأصغر جزيرة في السلسلة. يطل الجزء الجنوبي الشرقي من جزيرة هاواي حاليًا على النقطة الساخنة ولا يزال ينقر على مصدر الصهارة لإطعام البراكين النشطة. قد يمثل Lö'ihi Seamount ، البركان الغواص النشط قبالة الساحل الجنوبي لجزيرة هاواي ، بداية منطقة تكوين الصهارة على الحافة الجنوبية الشرقية للبقعة الساخنة. مع استثناء محتمل من جزيرة ماوي ، انتقلت جزر هاواي الأخرى إلى الشمال الغربي خارج المنطقة الساخنة - حيث تم عزلها على التوالي عن مصدر الصهارة المستدام ولم تعد نشطة البركان.

إن الانجراف التدريجي الشمالي الغربي للجزر من نقطة منشأها على البقعة الساخنة يظهر بشكل جيد من خلال أعمار تدفقات الحمم البركانية الرئيسية على مختلف جزر هاواي من الشمال الغربي (الأقدم) إلى الجنوب الشرقي (الأصغر) ، ويعطى في ملايين السنين: ني 'ihau and Kaua'i، 5.6 to 3.8؛ أوهايو ، من 3.4 إلى 2.2 ؛ ملوكي ، من 1.8 إلى 1.3 ؛ ماوي ، من 1.3 إلى 0.8 ؛ وهواي ، أقل من 0.7 وما زال ينمو.

حتى بالنسبة لجزيرة هاواي وحدها ، تتوافق الأعمار النسبية لبراكينها الخمسة مع نظرية المناطق الساخنة (انظر الخريطة ، الصفحة 3). Kohala ، في الركن الشمالي الغربي من الجزيرة ، هي الأقدم ، حيث توقفت عن النشاط البركاني منذ حوالي 120،000 عام. ثاني أكبر مونا هو ، الذي اندلع آخر مرة منذ حوالي 4000 سنة ؛ التالي هو Hualälai ، التي كان بها ثوران واحد فقط (1800-1801) في التاريخ المكتوب. أخيرًا ، كانت كل من مونا لوا وكلاويا نشطة بقوة ومتكررة في القرنين الماضيين. نظرًا لأنها تنمو في الجهة الجنوبية الشرقية من مونا لوا ، يُعتقد أن كيلوا أصغر من جارتها الضخمة.

حجم بقعة هاواي الساخنة غير معروف جيدًا ، لكن يُفترض أنها كبيرة بما يكفي لتشمل وتغذي البراكين النشطة حاليًا في Mauna Loa و Kïlauea و Lö'ihi وربما أيضًا Hualälai و Haleakalä. قدر بعض العلماء أن بقعة هاواي الساخنة تقع على بعد حوالي 200 ميل ، مع ممرات رأسية أضيق بكثير تغذي الصهارة بالبراكين الفردية.

شاهد الفيديو: البراكين (قد 2020).