el estudio de los orígenes de las islas hawaianas proporciona un excelente ejemplo de cómo funciona la ciencia. Durante muchos años la historia geológica de las Islas siguió siendo un misterio. La Gran Isla de Hawái (que a veces se llama simplemente Hawái) forma un extremo de un largo archipiélago recto de más de 100 Islas, atolones, arrecifes y bancos de arena que se extienden hasta el atolón Kure (ver Figura 3), a una distancia de más de 2.400 kilómetros (1.500 millas)., Más allá de Kure, la cadena continúa bajo el agua en forma de montes submarinos que se elevan sobre el fondo del océano pero ya no rompen la superficie del agua. ¿Qué podría explicar esta intrigante formación geológica?
Figura 3
la cadena volcánica Emperador hawaiano se extiende desde la isla grande de Hawái hasta el atolón Kure y luego continúa bajo el agua como una serie de montes submarinos. Las Islas actualmente por encima del agua se muestran en negro sólido, con la cadena poblada de islas principales ubicadas(más…)
En 1963, el geólogo Canadiense J., Tuzo Wilson propuso una hipótesis para explicar los orígenes del archipiélago. Sugirió que las islas se formaron a medida que la corteza del fondo del Océano Pacífico se movía sobre una fuente de calor situada debajo de la corteza (Véase la Figura 4). Este punto caliente, como llegó a ser conocido, produjo lava que entró en erupción a través de la corteza en el fondo del Océano. Con el tiempo, estos volcanes en erupción crecieron lo suficientemente grandes como para elevarse por encima del nivel del mar y formar Islas (ver Figura 5)., A medida que la corteza oceánica se movía sobre el punto caliente, cada volcán recientemente formado fue llevado lejos del punto caliente hacia el noroeste, cortando su fuente de lava. Mientras tanto, se estaba formando una nueva isla de modo que con el tiempo se produjo una cadena de islas que se extendía lejos del punto caliente. A medida que las Islas continuaban moviéndose hacia el noroeste, lejos del punto caliente, fueron erosionadas por el viento, la lluvia y las olas y finalmente se hundieron por debajo del nivel del mar para convertirse en montes submarinos.
Figura 4
En 1963 J., Tuzo Wilson propuso que las islas hawaianas se formaron cuando la corteza del fondo del Océano Pacífico se movió sobre una fuente de calor proveniente del interior de la tierra. (Diagram adapted from J. Tuzo Wilson ,» a Possible Origin of the Hawaiian Islands,» (more…)
Figura 5
Las islas hawaianas se formaron cuando el fondo del Océano Pacífico se movió sobre un punto caliente subyacente en la tierra, mostrado aquí por un círculo punteado. La actual Isla de Kauai se formó hace unos 5 millones de años; Maui Nui, la masa de tierra ahora representada por Maui y cercana (más…,)
Una vez que se propuso esta hipótesis, los científicos comenzaron a buscar evidencia para probarla. Por ejemplo, la hipótesis predice que los montes submarinos y las Islas más septentrionales deberían ser más antiguos que las islas situadas al sureste. Los geólogos pueden medir la edad de las rocas volcánicas midiendo las cantidades de gas argón en esas rocas. Inmediatamente después de que la lava se enfría, no contiene argón porque el gas es expulsado de la roca fundida. Pero las rocas volcánicas también contienen una forma radiactiva del elemento común potasio., Este potasio se descompone a una velocidad conocida y constante en argón, y el argón permanece atrapado en la roca. Para determinar la edad de una roca volcánica, los científicos pueden medir la cantidad de argón y la cantidad de potasio radiactivo en la roca. Cuanto mayor sea la proporción, mayor será la roca.
estas mediciones mostraron que la isla grande de Hawai, en el extremo sureste del archipiélago, es la más joven de la cadena, con una edad estimada de menos de medio millón de años (Panel 1)., Las Islas de Maui, Molokai, Lanai y Kahoolawe, que una vez se unieron en una masa de tierra conocida como Maui Nui, son las siguientes más antiguas. Las Islas de Oahu y Kauai tienen mayores edades, con la última de unos cinco millones de años. Al noroeste, los volcanes son progresivamente más antiguos, con el monte submarino Suiko en la parte norte de la cadena que tiene una edad de 65 millones de años.
Este patrón es exactamente lo que había sido predicho por la hipótesis de que los volcanes fueron creados por el movimiento de la corteza sobre una fuente de calor., De hecho, al comparar las edades de los volcanes con sus separaciones, los geólogos han concluido que la corteza del Océano Pacífico se está moviendo a una velocidad de aproximadamente 10 centímetros (4 pulgadas) por año sobre el punto caliente, o aproximadamente un metro por década.
otra fuente de pruebas de apoyo se refería a las elevaciones de las islas y los montes submarinos. A medida que las islas volcánicas envejecen, gradualmente disminuyen y se erosionan. Por lo tanto, en Hawái, las Islas más nuevas deberían ser las más altas, lo que nuevamente es justo lo que se encuentra (ver Figura 6)., El pico más alto de la Isla Grande es de casi 4.250 metros (14.000 pies), mientras que la isla de Kauai se eleva a solo unos 1.500 metros (5.000 pies). Las Islas más antiguas más allá de Kauai tienen elevaciones mucho más bajas. Un ejemplo es la isla Necker, que está a unas 300 millas al noroeste de Kauai y es el doble de antigua, a unos 10 millones de años. Las características geológicas de la parte submarina de la isla Necker indican que una vez fue más de 1.000 metros (3.000 pies de altura), pero hoy en día el punto más alto de la isla está a menos de 100 metros (300 pies) sobre el nivel del mar., Más allá de Kure, las cimas de los montes submarinos bajan progresivamente. El monte submarino Suiko, una vez una isla, está ahora a 2 kilómetros (más de una milla) bajo el agua.
Figura 6
las elevaciones máximas de las islas hawaianas disminuyen gradualmente de sureste a Noroeste, siendo las Islas más nuevas las más altas. (Mapa reproducido con permiso de Dynamic Graphics, Inc., Alameda, CA, EE.UU., productor de earthvision ® software, (más…)
una fuente final de evidencia de apoyo fue la observación de que la construcción de la isla todavía está en marcha., Un nuevo volcán submarino fue descubierto a unos 32 kilómetros (20 millas) de la costa de la Isla Grande (ver Figura 7). Conocido como el monte submarino Loihi, ya se eleva a más de 3.000 metros (9.000 pies) sobre el suelo del Pacífico y actualmente se encuentra a unos 1.000 metros (3.000 pies) de la superficie del Océano. En algún momento en los próximos 100.000 años, podría elevarse por encima de las olas para producir la más reciente adición a las islas hawaianas.,
Figura 7
El monte submarino Loihi frente a la costa de la Isla Grande está ahora por encima del punto caliente debajo de la placa del Pacífico y está creciendo constantemente. (Diagram adapted from drawing by Joel E. Robinson, U. S. Geological Survey.)
la hipótesis de Wilson sobre los orígenes de las islas hawaianas, ahora ampliamente probada y aceptada, ha contribuido a una comprensión mucho más amplia de los procesos geológicos conocidos como la teoría de la tectónica de placas., Casi al mismo tiempo que Wilson hizo su hipótesis, él y otros geólogos estaban reconociendo que la superficie de la tierra se divide en un número de «placas» de varios tamaños que pueden moverse en relación entre sí. Algunas placas se están expandiendo hacia afuera desde las crestas volcánicas que agregan nuevo material a los bordes de las placas. Algunas placas están perdiendo material a medida que sus bordes se hunden en el interior de la tierra en profundas fosas oceánicas. Dondequiera que las placas se encuentren o se deslicen unas contra otras-en la falla de San Andrés en California, por ejemplo-la actividad sísmica puede ser particularmente intensa.,
esta teoría de la tectónica de placas explica muchas características geológicas previamente inexplicadas. Por ejemplo, otros puntos calientes debajo de la corteza terrestre han ayudado a crear formaciones geológicas, como el punto caliente debajo del Parque Nacional Yellowstone que calienta las aguas termales y los géiseres del parque. Los movimientos de las placas tectónicas han tenido profundos efectos en la circulación oceánica y el clima: el movimiento de la Antártida hacia el Polo Sur en los últimos 30 millones de años llevó a la formación de la capa de hielo del Sur y a un enfriamiento gradual del planeta., De manera similar, la teoría de la tectónica de placas explica muchas otras características geológicas (ver Figura 8). La curva en el archipiélago hawaiano pasado el atolón de Kure, por ejemplo, parece haber sido el resultado de un cambio en la dirección del movimiento de la placa del Pacífico hace unos 43 millones de años combinado con el movimiento del punto caliente debajo del archipiélago.
Figura 8
Las islas hawaianas están cerca del centro de la placa del Pacífico, que se está moviendo hacia el noroeste a medida que se agrega material a la placa desde la cresta del mediooceo frente a América del Sur., (Diagrama cortesía de U. S. Geological Survey.)