Википедия

Геология Гавайев

Геология Гавайев — геологическое строение Гавайских островов, их происхождение и развитие, описываемое на основании изучения геологических процессов, состава и структуры земной коры этого региона.

Гавайский и Императорский подводные хребты, Тихоокеанская плита
Крупнейшие острова Гавайского архипелага: подводное строение и современные потоки лавы

Гавайский архипелаг геологически тесно связан с Гавайским и Императорским подводными хребтами, расположенными на Тихоокеанской литосферной плите.

Геологические процессы править

Основные процессы благодаря которым образовались Гавайские острова (эндогенные геологические процессы):

Основные процессы разрушающие Гавайские острова (экзогенные геологические процессы):

История править

 
Остров Гавайи, 1883
 
Вулканические параллельные пути на тысячи километров.

Научные экспедиции править

Первыми естествоиспытателями начавшими изучение вулканических процессов на Гавайских островах были путешественники в составе морских экспедиций на Гавайи:

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. Собрал образцы лавы, описал щитовидную форму гавайских вулканов. Миссионер Титус Коан, по просьбе Дана, продолжил наблюдения вулканов. Это позволило опубликовать первый научный отчёт (1949)[3].

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:

Он предположил наличие там трещинной зоны — «Большой разлом „Дана“», его теория существовала до середины XX века[4]

Во время экспедиции 1884—1887 годов К. И. Даттон расширил идеи Даны:

Постоянные наблюдения править

С 1820-х годов на островах поселились христианские миссионеры, которые получили возможность постоянных наблюдений над гавайской природой. Среди них[6]:

  • Титус Коан (Titus Coan) — изучал извержения вулканов (1850—1882)
  • Сара Лайман (Sarah Joiner Lyman) — документировала землетрясения и извержения вулканов из города Хило (1833-1880-e)
  • Титус М. Коан (Titus М. Coan, сын Т. Коана) — опубликовал работы по гавайскому вулканизму.

Первые на Гавайях научные организации и периодические издания:

  • 1837 — Институт Сандвичевых островов (англ. Sandwich Islans Institute), в числе его публикаций были «Hawaiian Spectator».
  • 1875 — Начало публикаций ежегодного Гавайского альманаха (англ. The Hawaiian Almanac), выходил до начала XX века.
  • 1876 — Общество естествознания и микроскопии (англ. Natural History and Microscopical Society), существовала во время правления Калакауа.

В 1911—1912 годах геологи Томас Джаггар из Массачусетского технологического института, Реджинальд Дэли из Гарвардского университета и вулканолог Франк Перрет основали Гавайскую вулканическую обсерваторию на вершине вулкана Килауэа.

В 1946 году Гарольд Стернсом создал эволюционную модель формирования островов на основании более точного определения возраста горных пород[8]

В 1963 году Джон Тузо Вильсон разработал классическую теорию вулканических горячих точек «хот-спот». Он предложил, что один фиксированной Мантийный плюм («мантийный факел») вызывает извержение и строительство вулкана, который затем отодвигается и изолируется от источника нагрева в результате движения Тихоокеанской литосферной плиты. В результате этого процесса, на протяжении миллионов лет, вулкан становится всё менее активными и в конце концов разрушается эрозией, уходя ниже уровня моря. Согласно этой теории, около 60° произошёл изгиб, в месте где Императорский и Гавайский сегменты цепи показали изменение в направлении движения Тихоокеанской плиты.

С 1970-х годов Гавайское морское дно было детально исследовано гидролокаторами и подводными аппаратами[9][10] с 1994 по 1998 год[11], что подтвердило теорию Гавайской горячей точки.

До этого долгое время считалось, что Гавайский архипелаг являлся «разломной зоной» земной коры, хотя уже был определён последовательный разный возраст вулканов вдоль этого разлома[12].

В 2003 году возникла новая теория — «мобильной гавайской горячей точки», она предполагает, что 47-миллионов лет назад изгиб был вызван изменением движения плюма, а не тихоокеанской плиты.

Гавайский вулканизм править

 
Гавайский тип извержения: 1: Пепельный шлейф, 2: Фонтан лавы, 3: Кратер, 4: Лавовое озеро, 5: Фумаролы, 6: Поток лавы, 7: Слои лавы и пепла, 8: Слой породы, 9: Силл, 10: Магматический канал, 11: Магматическая камера, 12: Дайка
Основная статья: Гавайская горячая точка

Активные гавайские вулканы расположены над Гавайской горячей точкой которая нагревает вулканические камеры и вызывает извержения. В настоящее время активными являются расположенные над горячей точкой: Килауэа, Мауна-Лоа и подводный вулкан Лоихи.

Для гавайских вулканов характерны извержения «гавайского типа» — они характеризуется излияниями жидкой, высокоподвижной лавы, что формирует большие плоские поля далеко разливающейся лавы. Пирокластический материал практически отсутствует.

Активные гавайские вулканы характеризуются частыми рифтовыми (трещинными) извержениями (рифтовые зоны — их характерная особенность)[13].

Щитовые вулканы (в форме щита) сформировали Гавайские острова. Ширина горы Мауна-Лоа — около 120 км, а её подводное основание (ширина 193 км) уходит на глубину 5791 метр[14]. Таким образом, высота вулкана от его подводного основания составляет 9960 метра. Вулкан имеет наибольший объём и площадь разлива лавы (среди надводных вулканов) — около 5 200 км² — крупнейший надводный щитовой вулкан Земли.

Гавайские вулканы обычно имеют 4 этапа в своём развитии (примеры вулканов):

  1. Ранняя щелочная стадия — подводный вулканизм (Лоихи)
  2. Щитовая стадия — изливается около 95 % объёма лавы вулкана (Килауэа и Мауна-Лоа)
  3. Постщитовая щелочная стадия — более густая лава создаёт боковые вулканические конусы (вулкан Мауна-Кеа прошёл эту стадию)
  4. Стадия оживления (омолаживание) — лавы различной химии извергаются последний раз после продолжительного периода покоя и эрозии, надстраивают конус над кальдерой (Мауна-Кеа).

Землетрясения и оползни править

За 85 миллионов лет Гавайская точка создала не менее 129 вулканов, 123 из которых потухшие, 4 — действующие и 2 — спящие вулканы[15].

 
Обвал 2017 года на острове Гавайи

По мере нарастания массы и объёма вулканов их края откалываются и сползают в океан. Картографирование дна выявило как минимум 70 крупных оползней на Гавайях от 20 до 200 километров в ширину, и до 5000 кубических км в объёме. Эти оползни могут быть разделены на две основные категории:

  • постепенное сползание по склонам
  • катастрофические обломочные лавины с большим разбросом вулканических обломков (на сотни километров), что сопровождается цунами и землетрясением (например в 1868 и 1975 годах)[16].

Вулканизм порождает землетрясения которые также вызывают трещины в лаве, обвалы и оползни.

Минералогия и петрология править

В минералогии и петрологии в честь Гавайев были названы характерные для них:[17]:

Эволюция править

 
Вулканы могут быть объединены в три общие категории: * Гавайские острова * Подветренные Гавайские острова — коралловые атоллы * Гавайский хребет — гайоты, отмели и другие исчезнувшие острова Последовательности эрозии и оседания вулкана и формирование атолла

Жизненный цикл острова состоит из нескольких стадий или этапов:

  • подводный — вулкан постепенно поднимается под водой, производя плотную подушечную лаву.
  • надводный — вулкан становится плоским, щитовым[18]
  • оседание и эрозия — этапы пост-щитового вулканизма[19].

См. также править

Вулканы острова Гавайи и их границы на карте:
  1. Кохала (1670 м) — потухший;
  2. Мауна-Кеа (4205 м) — дремлющий;
  3. Хуалалаи (2523 м) — дремлющий;
  4. Мауна-Лоа (4169 м) — активный;
  5. Килауэа (1247 м) — активный;
  6. Лоихи (−975 м) — подводный активный.
  
  • Пуна (Гавайи) — район острова Гавайи с высокой вулканической активностью.

Примечания править

  1. ↑ Barnard W. M. Earliest Ascents of Mauna Loa Volcano, Hawai’i Архивная копия от 18 сентября 2009 на Wayback Machine // Hawaiian Journal of History. 1991. Vol. 25. P. 53-70.
  2. ↑ Macrae J. W. F. Wilson, ed. With Lord Byron at the Sandwich Islands in 1825: Being Extracts from the MS Diary of James Macrae, Scottish Botanist. 1922. ISBN 978-0-554-60526-5.
  3. ↑ Dana J. D. On the Hawaiian Islands // United States Exploring Expedition: During the year 1838, 1839, 1840, 1841, 1842. Vol. 10: Geology. New York, London: G. Putnam, 1849. P. 155—284.
  4. ↑ 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.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ Ziegler A. C. The Resident amateur naturalist period // Hawaiian Natural History, Ecology, and Evolution. Honolulu: University of Hawai’i Press, 2002. P. 381—386.
  7. ↑ Babb J.L., Kauahikaua J.P., Tilling R.I. The story of the Hawaiian Volcano Observatory—A remarkable first 100 years of tracking eruptions and earthquakes: U.S. Geological Survey General Information Product 135, 2011. 60 p. usgs.gov Архивная копия от 7 декабря 2017 на Wayback Machine.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ 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.
  10. ↑ 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.
  11. ↑ MBARI Hawaii Multibeam Survey. Monterey Bay Aquarium Research Institute (1998). Дата обращения: 29 марта 2009. Архивировано 12 августа 2016 года.
  12. ↑ Апродов В. А. Императорско-Гавайская разломная зона // Вулканы. М.: Мысль, 1982. С. 303—306. (Серия Природа Мира)
  13. ↑ How Volcanoes Work: Shield Volcanoes. San Diego State University. Дата обращения: 25 января 2012. Архивировано из оригинала 2 января 2014 года.
  14. ↑ По данным экспозиции Bishop Museum в Гонолулу, 2017 год.
  15. ↑ K. Rubin Reply to Ask-An-Earth-Scientist. University of Hawaii. Дата обращения: 11 мая 2009. Архивировано 13 августа 2016 года.
  16. ↑ B. C. Kerr. Seismic stratigraphy of Detroit Seamount, Hawaiian Emperor seamount chain: Post-hot-spot shield-building volcanism and deposition of the Meiji drift (англ.) // Geochemistry, Geophysics, Geosystems : journal. — Stanford University, 2005. — 12 July (vol. 6, no. 7). — P. n/a. — doi:10.1029/2004GC000705. — Bibcode: 2005GGG.....6.7L10K.
  17. ↑ Петрологический англо-русский толковый словарь. М.: Мир, 1986. С. 219.
  18. ↑ Recent Kīlauea Status Reports, Updates, and Information Releases. United States Geological Survey—Hawaiian Volcano Observatory. Дата обращения: 15 марта 2009. Архивировано 25 января 2005 года.
  19. ↑ Seamounts. Encyclopædia Britannica. Britannica.com Inc. (1913). Дата обращения: 15 марта 2009. Архивировано 26 апреля 2015 года.

Ссылки править

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Геология_Гавайев&oldid=135504762