a Hawaii-szigetek eredetének tanulmányozása kiváló példát mutat a tudomány működéséről. Sok éven át a szigetek geológiai története rejtély maradt. A Nagy Sziget, Hawaii (ami néha csak Hawaii) formák egyik végét egy hosszú, egyenes szigetcsoport több, mint 100-szigetek, korallzátonyok, zátonyok, valamint zátonyok, amelyek kiterjesztik a Kure Atoll (lásd 3. Ábra), a parttól több mint 2400 km (1500 mérföld)., Kure-n túl a lánc víz alatt folytatódik, olyan fenékhegyek formájában, amelyek az óceán feneke fölé emelkednek, de már nem törik meg a víz felszínét. Mi lehet ennek az érdekes geológiai képződménynek a magyarázata?
3. Ábra
A Hawaii-Császár vulkáni lánc húzódik a Nagy Sziget, Hawaii, hogy Kure Atoll aztán folytatódik a víz alatt, mint egy sor fenékhegyek. A szigetek jelenleg a víz felett látható szilárd fekete, a lakott lánc nagyobb szigetek található (több…)
1963-ban a kanadai geológus J., Tuzo Wilson hipotézist javasolt a szigetcsoport eredetének magyarázatára. Azt javasolta, hogy a Csendes-óceán fenekének kéregeként kialakult szigetek a kéreg alatt elhelyezett hőforrás felett mozogjanak (lásd a 4. ábrát). Ez a forró pont, amint ismertté vált, lávát termelt, amely a kéregen keresztül tört ki az óceán fenekére. Végül ezek a kitörő vulkánok elég nagyra nőttek ahhoz, hogy a tengerszint fölé emelkedjenek, és szigeteket képezzenek (lásd az 5.ábrát)., Ahogy az óceáni kéreg a forró pont fölé költözött, minden nemrégiben kialakult vulkánt eltávolítottak a forró ponttól északnyugat felé, levágva a láva forrását. Eközben egy új sziget alakult ki, hogy idővel egy szigetláncot hoztak létre, amely távolodik a forró ponttól. Mivel a szigetek továbbra is elmozdulni az északnyugati, távol a hot spot voltak, lekopott a szél, az eső, s a hullámok végül elsüllyedt a tenger szintje alatt lesz fenékhegyek.
4. ábra
1963-ban J., Tuzo Wilson azt javasolta, hogy a Hawaii-szigetek akkor alakuljanak ki, amikor a Csendes-óceán fenekének kérge a földből származó hőforrás fölé költözött. (Ábra adaptált J. Tuzo Wilson, “a lehetséges eredete a Hawaii-szigetek,” (több…)
5.ábra
a Csendes-óceán fenekén kialakult Hawaii-szigetek egy mögöttes forró pont felett mozogtak a földön, amelyet egy pontozott kör mutat. A jelenlegi Kauai-sziget körülbelül 5 millió évvel ezelőtt alakult ki; Maui Nui, a Maui és a közeli (több…,)
miután ezt a hipotézist javasolták, a tudósok bizonyítékokat kerestek annak tesztelésére. Például a hipotézis azt jósolja, hogy a több észak-nyugati tengerfenék és szigetek legyen régebbi, mint a szigetek a délkeleti. A geológusok mérhetik a vulkáni kőzetek korát azáltal, hogy megmérik az argongáz mennyiségét ezekben a sziklákban. Közvetlenül azután, hogy a láva lehűl, nem tartalmaz argont, mert a gázt az olvadt kőzetből kiürítik. De a vulkanikus kőzetek a kálium közös elem radioaktív formáját is tartalmazzák., Ez a kálium ismert és állandó sebességgel bomlik argonba, az argon pedig csapdába esik a sziklában. A vulkáni kőzet korának meghatározásához a tudósok meg tudják mérni az argon mennyiségét és a radioaktív kálium mennyiségét a kőzetben. Minél nagyobb az arány, annál idősebb a szikla.
ezek a mérések azt mutatták, hogy Hawaii nagy szigete, a szigetcsoport délkeleti végén, a lánc legfiatalabb, becsült életkora kevesebb, mint félmillió év (1.Panel)., Maui, Molokai, Lanai és Kahoolawe szigetei, amelyek egykor egy Maui Nui néven ismert földesúrhoz tartoztak, a következő idősebbek. Oahu és Kauai szigetei nagyobb korúak, az utóbbiak körülbelül ötmillió évesek. Északnyugatra a vulkánok fokozatosan idősebbek, a lánc északi részén található Suiko Seamount 65 millió éves.
Ez a minta pontosan az, amit a hipotézis megjósolt, hogy a vulkánokat a kéreg mozgása hozta létre hőforrás felett., Valójában, összehasonlítva a vulkánok korát elválasztásukkal, a geológusok arra a következtetésre jutottak, hogy a Csendes-óceán kérge évente körülbelül 10 centiméter (4 hüvelyk) sebességgel mozog a forró pont felett, vagy körülbelül egy méter / évtized.
az alátámasztó bizonyítékok másik forrása a szigetek és a tengerfenék emelkedését jelentette. A vulkanikus szigetek korában fokozatosan csökkennek és erodálódnak. Így Hawaiiban a legújabb szigeteknek a legmagasabbnak kell lenniük—ami ismét csak az, ami megtalálható (lásd a 6. ábrát)., A legnagyobb csúcs a Nagy Szigeten közel 4.250 méter (14.000 láb), míg a sziget Kauai emelkedik csak mintegy 1.500 méter (5.000 láb). A Kauai-n kívüli régebbi szigetek sokkal alacsonyabb emelkedéssel rendelkeznek. Példa erre a Necker-sziget, amely Kauai-tól 300 mérföldre északnyugatra található, kétszer olyan idős, körülbelül 10 millió éves. A Necker-sziget víz alatti részének geológiai jellemzői azt mutatják, hogy egykor több mint 1000 méter (3000 láb magas) volt, de ma a sziget legmagasabb pontja kevesebb, mint 100 méter (300 láb) a tengerszint felett., Kure-n túl a fenékek teteje fokozatosan alacsonyabb lesz. Suiko Seamount, egyszer egy sziget, most 2 kilométer (több mint egy mérföld) víz alatt van.
6.ábra
a Hawaii-szigetek maximális emelkedései fokozatosan csökkennek délkeletről északnyugatra, a legújabb szigetek pedig a legmagasabbak. (Térkép reprodukálni engedélyével Dynamic Graphics, Inc., Alameda, CA, USA, gyártó EarthVision® szoftver, (több…)
az alátámasztó bizonyítékok végső forrása az volt a megfigyelés, hogy a szigetépítés még folyamatban van., Egy új víz alatti vulkánt fedeztek fel körülbelül 32 kilométerre (20 mérföld) a nagy sziget partjától (lásd a 7.ábrát). Ismert, mint a Loihi Seamount, már emelkedik több mint 3000 méter (9000 láb) a padló felett a Csendes-óceán, és jelenleg mintegy 1000 méter (3000 láb) az óceán felszínén. Valamikor a következő 100,000 években a hullámok fölé emelkedhet, hogy a Hawaii-szigetek legújabb kiegészítését hozza létre.,
7.ábra
a nagy sziget partjainál fekvő Loihi-I partszakasz most a csendes-óceáni lemez alatti forró pont felett helyezkedik el, és folyamatosan növekszik. (Joel E. Robinson rajzából adaptált Diagram, amerikai geológiai felmérés.)
Wilson hipotézis eredetéről a Hawaii-szigeteken, most alaposan tesztelt elfogadott, hozzájárult ahhoz, hogy egy sokkal átfogóbb megértését, a geológiai folyamatok ismert, mint az elmélet a lemeztektonikát., Körülbelül ugyanabban az időben, amikor Wilson hipotézist készített, ő és más geológusok felismerték, hogy a Föld felszínét számos különböző méretű “lemezre” bontják, amelyek egymáshoz képest mozoghatnak. Egyes lemezek kifelé terjednek a vulkáni gerincektől, amelyek új anyagot adnak a lemezek széleihez. Egyes lemezek elveszítik az anyagot, mivel széleik mély óceáni árkokban belemerülnek a föld belsejébe. Ahol a lemezek találkoznak vagy csúsznak egymás ellen—például a kaliforniai San Andreas-hibánál-a földrengés aktivitása különösen intenzív lehet.,
Ez az elmélet a lemeztektonika számlák számos korábban megmagyarázhatatlan geológiai jellemzői. Például, más hotspotok alatt a földkéreg segített létrehozni geológiai képződmények, mint például a hot spot alatt Yellowstone Nemzeti Park, amely felmelegíti a park meleg források és gejzírek. A tektonikus lemezek mozgása mély hatást gyakorolt az óceáni keringésre és az éghajlatra—az Antarktisz déli pólus felé történő mozgása az elmúlt 30 millió évben a déli jégsapka kialakulásához és a bolygó fokozatos hűtéséhez vezetett., Hasonlóképpen a lemeztektonika elmélete számos más geológiai jellemzőt is megmagyaráz (lásd a 8. ábrát). A kanyar a Hawaii szigetcsoport múlt Kure Atoll, például, úgy tűnik, hogy eredményeként megváltozott a mozgás irányát a csendes-óceáni lemez mintegy 43 millió évvel ezelőtt együtt mozgását a hotspot alatt a szigetcsoport.
8.ábra
a Hawaii-szigetek a csendes-óceáni lemez közepe közelében vannak, amely északnyugat felé halad, mivel a Dél-Amerikától délre fekvő midocean-gerincről anyagot adnak a lemezhez., (Diagram jóvoltából U. S. Geological Survey.)