badanie pochodzenia Wysp Hawajskich stanowi doskonały przykład działania nauki. Przez wiele lat geologiczna historia Wysp pozostawała tajemnicą. Duża Wyspa Hawajów (czasami nazywana po prostu Hawajami) tworzy jeden koniec długiego prostego archipelagu ponad 100 wysp, atoli, raf i ławic, które rozciągają się do atolu Kure( patrz rysunek 3), odległość ponad 2400 kilometrów (1500 mil)., Poza Kure łańcuch ciągnie się pod wodą w postaci seamountów, które wznoszą się ponad dno oceanu, ale nie łamią już powierzchni wody. Co może wyjaśnić ta intrygująca Formacja geologiczna?

Rysunek 3

Łańcuch wulkaniczny Hawajsko-Cesarski rozciąga się od Wielkiej Wyspy Hawajów do atolu Kure, a następnie kontynuuje pod wodą jako seria seamountów. Wyspy znajdujące się obecnie nad wodą są pokazane na czarno, z zaludnionym łańcuchem głównych wysp (więcej …)

w 1963 roku kanadyjski geolog J., Tuzo Wilson zaproponował hipotezę wyjaśniającą pochodzenie archipelagu. Zasugerował, że wyspy uformowały się, gdy skorupa dna Oceanu Spokojnego przemieszczała się nad źródłem ciepła umieszczonym pod skorupą (patrz rysunek 4). Ten gorący punkt, jak się okazało, wyprodukował Law, który wybuchł przez skorupę na dnie oceanu. W końcu te erupcje wulkanów urosły na tyle duże, że wzniosły się ponad poziom morza i utworzyły Wyspy (patrz rysunek 5)., Gdy skorupa oceaniczna przesunęła się nad gorącym punktem, każdy niedawno utworzony wulkan został przeniesiony z gorącego punktu w kierunku północno-zachodnim, odcinając źródło lawy. W międzyczasie powstawała nowa wyspa, tak że z czasem powstał łańcuch wysp rozciągający się od gorącego punktu. Gdy Wyspy dalej przesuwały się w kierunku północno-zachodnim, z dala od gorącego miejsca, zostały zerodowane przez wiatr, deszcz i fale, a ostatecznie zatonęły poniżej poziomu morza, aby stać się seamounts.

Rysunek 4

w 1963 r., Tuzo Wilson zaproponował, że Wyspy Hawajskie powstały, gdy skorupa dna Oceanu Spokojnego przesunęła się nad źródłem ciepła powstającym wewnątrz Ziemi. (Diagram zaadaptowany z J. Tuzo Wilsona, „a Possible Origin of the Hawaiian Islands,” (więcej…)

Rysunek 5

Wyspy Hawajskie uformowały się, gdy dno oceanu Spokojnego przesunęło się ponad gorącym punktem na ziemi, pokazanym tutaj za pomocą kropkowanego okręgu. Obecna Wyspa Kauai uformowała się około 5 milionów lat temu; Maui Nui, lądolód reprezentowany obecnie przez Maui i pobliskie (więcej …,)

po zaproponowaniu tej hipotezy naukowcy zaczęli szukać dowodów, aby ją przetestować. Na przykład, hipoteza przewiduje, że bardziej północno-zachodnie seamounts i wyspy powinny być starsze niż Wyspy na południowym wschodzie. Geolodzy mogą zmierzyć wiek skał wulkanicznych, mierząc ilości gazu argonowego w tych skałach. Natychmiast po ochłodzeniu lawy nie zawiera argonu, ponieważ gaz jest wydalany ze stopionej skały. Ale skały wulkaniczne zawierają również radioaktywną formę wspólnego pierwiastka potasu., Potas ten rozpada się w znanym i stałym tempie do argonu, a argon pozostaje uwięziony w skale. Aby określić wiek skały wulkanicznej, naukowcy mogą zmierzyć ilość argonu i ilość radioaktywnego potasu w skale. Im wyższy współczynnik, tym starsza skała.

pomiary te wykazały, że duża wyspa Hawajów, na południowo-wschodnim krańcu archipelagu, jest najmłodszą z łańcucha, o szacowanym wieku poniżej pół miliona lat (Panel 1)., Wyspy Maui, Molokai, Lanai i Kahoolawe, które kiedyś zostały połączone w Maui Nui, są kolejnymi starszymi. Wyspy Oahu i Kauai mają większy wiek, ten ostatni ma około pięciu milionów lat. Na północnym zachodzie wulkany są stopniowo starsze, a Seamount Suiko w północnej części łańcucha ma wiek 65 milionów lat.

Ten wzór jest dokładnie tym, co przewidywała hipoteza, że wulkany powstały w wyniku ruchu skorupy ziemskiej nad źródłem ciepła., W rzeczywistości, porównując wiek wulkanów z ich separacjami, geolodzy doszli do wniosku, że skorupa Oceanu Spokojnego porusza się w tempie około 10 centymetrów (4 cale) rocznie nad gorącym punktem, lub około jednego metra na dekadę.

inne źródło dowodów potwierdzających dotyczyło wzniesień wysp i seamountów. W miarę starzenia się wysp wulkanicznych stopniowo ustępują i ulegają erozji. Stąd na Hawajach, najnowsze Wyspy powinny być najwyższymi-co znowu jest właśnie tym co się znajduje (patrz rysunek 6)., Najwyższy szczyt na wielkiej wyspie wynosi prawie 4250 metrów (14 000 stóp), podczas gdy Wyspa Kauai wznosi się tylko około 1500 metrów (5000 stóp). Starsze Wyspy poza Kauai mają znacznie niższe wzniesienia. Przykładem jest Necker Island, która jest około 300 mil na północny zachód od Kauai i jest dwa razy starsza, około 10 milionów lat. Cechy geologiczne podwodnej części wyspy Necker wskazują, że kiedyś była ona większa niż 1000 metrów (3000 stóp wysokości), ale dziś najwyższy punkt na wyspie znajduje się poniżej 100 metrów (300 stóp) nad poziomem morza., Poza Kure wierzchołki seamountów stają się coraz niższe. Suiko Seamount, niegdyś wyspa, jest teraz 2 kilometry (ponad milę) pod wodą.

Rysunek 6

maksymalne wzniesienia Wysp Hawajskich stopniowo zmniejszają się z południowego wschodu na północny zachód, a najnowsze Wyspy Są Najwyższe. (Mapa odtworzona za zgodą Dynamic Graphics, Inc., Alameda, CA, USA, Producent Oprogramowania EarthVision®, (więcej…)

ostatecznym źródłem potwierdzających dowodów była obserwacja, że budowa wyspy jest nadal w toku., Nowy Podwodny wulkan został odkryty około 32 kilometrów (20 mil) od linii brzegowej Wielkiej Wyspy (patrz rysunek 7). Znane jako Loihi Seamount, wznosi się już ponad 3000 metrów (9000 stóp) nad dnem Pacyfiku i obecnie znajduje się w odległości około 1000 metrów (3000 stóp) od powierzchni oceanu. W ciągu najbliższych 100 000 lat może wznieść się ponad fale, aby wyprodukować najnowszy dodatek do hawajskich wysp.,

Rysunek 7

Loihi Seamount u wybrzeży Wielkiej Wyspy znajduje się obecnie nad gorącym punktem pod płytą Pacyfiku i stale rośnie. (Schemat zaadaptowany na podstawie rysunku Joela E. Robinsona, U. S. Geological Survey.)

hipoteza Wilsona o pochodzeniu Wysp Hawajskich, obecnie dokładnie zbadana i zaakceptowana, przyczyniła się do znacznie szerszego zrozumienia procesów geologicznych znanych jako teoria tektoniki płyt., Mniej więcej w tym samym czasie, gdy Wilson sformułował swoją hipotezę, on i inni geolodzy uznali, że powierzchnia ziemi jest podzielona na wiele „płyt” o różnych rozmiarach, które mogą poruszać się w stosunku do siebie. Niektóre płyty rozszerzają się na zewnątrz od grzbietów wulkanicznych, które dodają nowy materiał do krawędzi płyt. Niektóre płyty tracą Materiał, gdy ich krawędzie wnikają do wnętrza ziemi w głębokich okopach oceanicznych. Wszędzie tam, gdzie płyty spotykają się lub ślizgają się przeciwko sobie—na przykład uskoku San Andreas w Kalifornii – aktywność trzęsienia ziemi może być szczególnie intensywna.,

ta teoria tektoniki płyt zawiera wiele wcześniej niewyjaśnionych cech geologicznych. Na przykład inne gorące miejsca pod skorupą ziemską pomogły stworzyć formacje geologiczne, takie jak hot spot pod Parkiem Narodowym Yellowstone, który ogrzewa gorące źródła i gejzery w parku. Ruchy płyt tektonicznych miały głęboki wpływ na cyrkulację oceaniczną i klimat—ruch Antarktydy w kierunku bieguna południowego w ciągu ostatnich 30 milionów lat doprowadził do powstania Południowej pokrywy lodowej i stopniowego ochłodzenia planety., Podobnie teoria tektoniki płyt wyjaśnia wiele innych cech geologicznych (patrz rysunek 8). Na przykład zakręty w archipelagu hawajskim obok atolu Kure, wydają się być wynikiem zmiany kierunku ruchu płyty Pacyfiku około 43 milionów lat temu w połączeniu z ruchem hotspotu pod archipelagiem.

Rysunek 8

Wyspy Hawajskie znajdują się w pobliżu centrum Płyty Pacyfiku, która przesuwa się w kierunku północno-zachodnim, ponieważ materiał jest dodawany do płyty z grzbietu midocean w Ameryce Południowej., (Diagram dzięki uprzejmości U. S. Geological Survey.)