Гавайско-Императорская цепь подводных гор

Цепь подводных гор Гавайско-Императорская
Гавайские острова
Мауна-Кеа , самая высокая точка хребта.
Самая высокая точка
Пик	Мауна-Кеа , Гавайи , США
Высота	4207 м (13 802 футов)
Координаты	19 ° 49'14 "с.ш. 155 ° 28'05" з.д.
Размеры
Длина	6,200 km (3,900 mi) NE-SW
География
Высота морского дна Тихого океана, показывающая цепь подводных гор Гавайско-Императорская, простирающаяся к северо-западу от Гавайских островов.
Страна	Соединенные Штаты
Состояние	Гавайи
Геология
Орогенез	Горячая точка Гавайев

Цепь подводных гор Гавайско-Императорская — это в основном подводный горный массив в Тихом океане , который достигает над уровнем моря на Гавайях . Он состоит из Гавайского хребта , состоящего из островов Гавайской цепи к северо-западу от атолла Куре , и Императорских подводных гор: вместе они образуют обширную подводную горную область, состоящую из островов и промежуточных подводных гор , атоллов , отмелей, берегов и рифов вдоль линии. простирается с юго-востока на северо-запад под северной частью Тихого океана. Цепь подводных гор, содержащая более 80 выявленных подводных вулканов, простирается примерно на 6200 км (3900 миль) от Алеутского желоба у побережья полуострова Камчатка на крайнем северо-западе Тихого океана до подводной горы Камаэуаканалоа (ранее Лоихи), самого молодого вулкана в цепи. , который находится примерно в 35 километрах (22 милях) к юго-востоку от острова Гавайи .

Регионы

Дополнительная информация: Список вулканов в цепи подводных гор Гавайско-Императорская.

Цепочку можно разделить на три подраздела. Первый, Гавайский архипелаг (также известный как Наветренные острова ), состоит из островов, составляющих американский штат Гавайи . Поскольку этот вулканически активный регион находится ближе всего к горячей точке, он является самой молодой частью цепи, возраст которого колеблется от 400 000 лет. до 5,1 миллиона лет. Остров Гавайи состоит из пяти вулканов, из которых четыре ( Килауэа , Мауна-Лоа , Хуалалай и Мауна-Кеа ) являются действующими. На острове Мауи есть один действующий вулкан Халеакала . Подводная гора Камаэуаканалоа продолжает расти у побережья острова Гавайи и является единственным известным вулканом в цепи, находящимся на стадии пред-щита подводной лодки .

Вторую часть цепи составляют Северо-западные Гавайские острова , называемые Подветренными островами , возраст составных частей которых составляет от 7,2 до 27,7 миллионов лет. На этих островах эрозия уже давно обогнала вулканическую активность, и большинство из них представляют собой атоллы, атолловые острова и вымершие острова. Они содержат многие из самых северных атоллов в мире; Атолл Куре в этой группе является самым северным атоллом на Земле. 15 июня 2006 года президент США Джордж Буш издал указ о создании морского национального памятника Папаханаумокуакеа в соответствии с Законом о древностях 1906 года . Национальный памятник, призванный защитить биоразнообразие Гавайских островов. охватывает все северные острова и является одной из крупнейших таких охраняемых территорий в мире. Постановление ограничивает туризм в этом районе и призывает к поэтапному отказу от рыболовства к 2011 году.

Самая старая и наиболее сильно разрушенная эрозией часть цепи — Императорские подводные горы, 39 до 85 миллионов лет. Императорская и Гавайская цепи образуют угол около 120°. Этот изгиб долгое время объяснялся относительно внезапным изменением направления движения плит на 60°, но исследования, проведенные в 2003 году, показывают, что именно движение самой горячей точки вызвало изгиб. Этот вопрос продолжает оставаться предметом научных дискуссий. Все вулканы в этой части цепи уже давно опустились ниже уровня моря, превратившись в подводные горы и гайоты . Многие из вулканов названы в честь бывших императоров Японии . Цепь подводных гор простирается до западной части Тихого океана и заканчивается в Курило-Камчатском желобе — зоне субдукции на границе с Россией .

Формирование

Основная статья: Эволюция гавайских вулканов

Цепь подводных гор Гавайских островов и Императора в увеличенном масштабе на современных островах.

Самый старый подтвержденный возраст одной из Императорских подводных гор составляет 81 миллион лет для Детройтской подводной горы . Однако подводная гора Мэйдзи , расположенная к северу от подводной горы Детройт, вероятно, несколько старше.

В 1963 году геолог Джон Тузо Уилсон выдвинул гипотезу о происхождении цепи подводных гор Гавайско-Императорская, объяснив, что они были созданы горячей точкой вулканической активности, которая была по существу стационарной, поскольку Тихоокеанская тектоническая плита дрейфовала в северо-западном направлении, оставляя за собой след все более эродированных вулканические острова и подводные горы на его пути. Необъяснимый в противном случае излом в цепи отмечает сдвиг в движении Тихоокеанской плиты около 47 миллионов лет назад с северного на более северо-западное направление, и этот излом был представлен в текстах по геологии как пример того, как тектоническая плита может изменить направление сравнительно внезапно. Взгляд на карту Геологической службы США о происхождении Гавайских островов. ясно показывает это «острие копья».

В более позднем исследовании Шарп и Клэг интерпретируют, что изгиб начался примерно 50 миллионов лет назад. Они также пришли к выводу, что изгиб образовался по «традиционной» причине — изменению направления движения Тихоокеанской плиты.

Однако недавние исследования показывают, что сама горячая точка могла со временем переместиться. Некоторые доказательства получены в результате анализа ориентации древнего магнитного поля, сохранившегося магнетитом в древних потоках лавы, отобранных на четырех подводных горах: эти данные палеомагнетизма показывают более сложную историю, чем общепринятое представление о стационарной горячей точке. Если бы горячая точка оставалась над фиксированным мантийным плюмом в течение последних 80 миллионов лет, широта, зафиксированная ориентацией древнего магнитного поля, сохраненного магнетитом (палеоширота), должна быть постоянной для каждого образца; это также должно означать первоначальное похолодание на той же широте, что и нынешнее местоположение горячей точки на Гавайях. Вместо того, чтобы оставаться постоянным, палеоширота Императорских подводных гор меняется с севера на юг с уменьшением возраста. Палеомагнитные данные с подводных гор Императорской цепи позволяют предположить движение Гавайской горячей точки в мантии Земли. Тардуно и др. интерпретировали, что изгиб цепи подводных гор может быть вызван закономерностями циркуляции в текущей твердой мантии («мантийный «ветер»), а не изменением движения плит.

Существуют две различные интерпретации причины изгиба подводных гор Императорской цепи, как упоминалось ранее. Во-первых, изгиб был вызван только изменением движения Тихоокеанской плиты. Во-вторых, изгиб был вызван только движением горячей точки. В 2004 году геолог Яолин Ню предложил модель, которая объясняла изгиб главным образом изменением движения плит, а также некоторым движением в горячей точке. Ню предполагает, что изгиб начинается на 43 млн лет назад, что вызвано «затором траншеи». Эта «траншея» вызвана приходом подводных гор Императорской цепи в северную зону субдукции. Эти толстые плавучие подводные горы сопротивлялись субдукции и вызывали переориентацию движения плит. Это объясняет внезапное изменение движения плит и подтверждается ориентацией близлежащих цепочек островов, которые также имеют внезапный изгиб, отражающий императорскую цепь. Как показали Тардуно и др., горячая точка действительно демонстрирует некоторое движение с севера на юг, но модель Яолина показывает, что для того, чтобы изгиб полностью был приписан движению горячей точки, Тихоокеанская плита должна оставаться неподвижной от 81 до 43 млн лет назад. Таким образом, это неправда, поскольку магнитные аномалии на Тихоокеанской плите указывают на движение около 60 мм в год в течение этого периода. Эта модель, состоящая из изменения движения плит в сочетании с небольшими движениями горячей точки с севера на юг, по-видимому, является на сегодняшний день наиболее обоснованной теорией об изгибе Императорской цепи.

В дополнение к предыдущим интерпретациям причины изгиба цепи подводных гор Ху и др. предположили тесную связь между миграцией мантийных плюмов и изменением тектонического движения плит. Развивая предыдущие модели, было интерпретировано, что движение Тихоокеанской плиты происходило преимущественно в северном направлении до 47 миллионов лет назад. Традиционно силу, тянущую Тихоокеанскую плиту на север, приписывали зоне субдукции Идзанаги – Тихоокеанский хребет. Однако в исследовании 2021 года Ху и соавт. предположил, что эта зона субдукции не была достаточно сильной силой, чтобы самостоятельно тянуть Тихоокеанскую плиту. Вместо этого они выдвинули концепцию существования внутриокеанической зоны субдукции, включающей Кроноцкую и Олюторскую дуги. Согласно их выводам, эта зона субдукции сыграла значительную роль в притяжении Тихоокеанской плиты в северном направлении. Около 47 миллионов лет назад этим северным силам пришел конец. Примерно в то же время произошли заметные изменения в движении горячей точки на Гавайях. Примерно 50 млн лет назад горячая точка на Гавайях начала смещаться на юг. Однако не существует общепринятой теории относительно механизма, вызвавшего дрейф горячей точки. Сочетание этих событий вместе с новыми зонами субдукции на западе может объяснить большой изгиб цепи подводных гор Гавайи-Император.

Старение

Цепь возникла в результате движения океанской коры над горячей точкой на Гавайях , подъема горячих пород из мантии Земли . По мере того как океаническая кора отодвигает вулканы все дальше от источника магмы, их извержения становятся менее частыми и менее мощными, пока в конечном итоге не прекращаются совсем. В этот момент эрозия вулкана и опускание морского дна приводят к постепенному уменьшению вулкана. По мере того, как вулкан тонет и разрушается, он сначала становится атоллом , а затем и атоллом . Дальнейшее опускание приводит к тому, что вулкан погружается под поверхность моря, превращаясь в подводную гору и/или гайот .

Экономическая деятельность

С 1960-х по 1980-е годы подводные горы интенсивно подвергались донному тралению . С тех пор траловый промысел продолжился с меньшими темпами, особенно японскими судами, ищущими Pentaceros Wheeleri . Комиссия по рыболовству в северной части Тихого океана регулирует рыболовство в этом районе.

См. также

• Изостазия
• Цепь подводных гор Кадьяк – Боуи
• Подводные горы Новой Англии

• Океанический желоб
• Тихоокеанско-Кульский хребет
• Тектоника плит
• Хронология далекого будущего
• Хребет Витория-Триндаде

Ссылки

Информационные примечания

Цитаты

Дальнейшее чтение

• Тардуно, Джон А.; и др. (2003). «Императорские подводные горы: движение гавайского шлейфа горячей точки в мантии Земли на юг» . Наука . 301 (5636): 1064–1069. Бибкод : 2003Sci...301.1064T . дои : 10.1126/science.1086442 . ПМИД   12881572 . S2CID   15398800 .
• Тардуно, Джон А.; и др. (2009). «Изогнутый путь гавайско-императорской горячей точки: наследование мантийного ветра». Наука . 324 (5923): 50–53. Бибкод : 2009Sci...324...50T . дои : 10.1126/science.1161256 . ПМИД   19342579 . S2CID   23406852 .
• Шарп, Уоррен Д.; Клэг, Дэвид А. (2006). «Начало изгиба Гавайско-Императорского периода 50 млн лет назад фиксирует серьезные изменения в движении Тихоокеанской плиты». Наука . 313 (5791): 1281–1284. Бибкод : 2006Sci...313.1281S . дои : 10.1126/science.1128489 . ПМИД   16946069 . S2CID   43601673 .
• Уилсон, Дж. Тузо (1963). «Возможное происхождение Гавайских островов» (PDF) . Канадский физический журнал . 41 (6): 863–870. Бибкод : 1963CaJPh..41..863W . дои : 10.1139/p63-094 .
• Геологическая служба США, «Длинный след горячей точки на Гавайях». Архивировано 9 февраля 2006 г. в Wayback Machine.
• Новости National Geographic: Джон Роуч, «Горячая точка, породившая Гавайи, находилась в движении, результаты исследования» : 14 августа 2003 г.
• Эволюция гавайских вулканов от Геологической службы США.
• Кен Рубин, «Формирование Гавайских островов» с таблицами и диаграммами, иллюстрирующими возраст вулканов.
• Горячие точки и мантийные плюмы