studiul originii Insulelor Hawaii oferă un excelent exemplu de modul în care funcționează știința. Timp de mulți ani, istoria geologică a insulelor a rămas un mister. Marea Insulă Hawaii (care este uneori numită doar Hawaii) formează un capăt al unui arhipelag lung și drept de peste 100 de insule, atoli, recife și bancuri care se extind până la Atolul Kure (vezi Figura 3), la o distanță de peste 2.400 de kilometri (1.500 de mile)., Dincolo de Kure, lanțul continuă sub apă sub formă de seamounts care se ridică deasupra podelei oceanului, dar nu mai sparg suprafața apei. Ce ar putea explica această formațiune geologică intrigantă?
Figura 3
Hawaiian-Împărat lanț vulcanic se întinde de la Insula Mare din Hawaii, la Kure Atoll și apoi continuă sub apă și o serie de munți submarini. Insulele în prezent deasupra apei sunt prezentate în negru solid, cu lanțul populat de insule majore situate (mai mult…)
în 1963 geologul Canadian J., Tuzo Wilson a propus o ipoteză pentru a explica originile arhipelagului. El a sugerat că insulele s-au format pe măsură ce crusta fundului Oceanului Pacific s-a mutat peste o sursă de căldură poziționată sub crustă (vezi Figura 4). Acest punct fierbinte, așa cum a devenit cunoscut, a produs lavă care a erupt prin crustă pe fundul oceanului. În cele din urmă, acești vulcani în Erupție au crescut suficient de mari pentru a se ridica deasupra nivelului mării și a forma insule (vezi Figura 5)., Pe măsură ce crusta oceanică s-a mutat peste punctul fierbinte, fiecare vulcan recent format a fost dus de la punctul fierbinte spre nord-vest, tăindu-și sursa de lavă. Între timp, o nouă insulă se forma astfel încât, în timp, un lanț de insule a fost produs care se extindea departe de punctul fierbinte. Ca insulele continuat să se deplaseze spre nord-vest, departe de hot spot, au fost erodate de vânt, ploaie și valuri și în cele din urmă s-a scufundat sub nivelul mării să devină munți submarini.
Figura 4
în 1963 J., Tuzo Wilson a propus ca insulele Hawaii să se formeze atunci când crusta fundului Oceanului Pacific sa mutat peste o sursă de căldură care rezultă din interiorul pământului. (Diagrama adaptată de la J. Tuzo Wilson, „o posibilă origine a Insulelor Hawaii,” (more…)
Figura 5
insulele Hawaii format ca Oceanul Pacific etaj mutat pe un fond al sistemului fierbinte loc de pe pământ, reprezentat aici de un cerc punctat. Actuala insula Kauai format aproximativ 5 milioane de ani în urmă; Maui Nui, landmass acum reprezentată de Maui și în apropiere (mai mult…,odată ce această ipoteză a fost propusă, oamenii de știință au început să caute dovezi pentru a o testa. De exemplu, ipoteza prezice că mai Nord-Vest seamounts și Insulele ar trebui să fie mai vechi decât Insulele la sud-est. Geologii pot măsura vârsta rocilor vulcanice prin măsurarea cantităților de gaz de argon din aceste roci. Imediat după ce lava se răcește, nu conține argon, deoarece gazul este expulzat din roca topită. Dar rocile vulcanice conțin, de asemenea, o formă radioactivă a elementului comun potasiu., Acest potasiu se descompune la o rată cunoscută și constantă în argon, iar argonul rămâne prins în stâncă. Pentru a determina vârsta unei roci vulcanice, oamenii de știință pot măsura cantitatea de argon și cantitatea de potasiu radioactiv din rocă. Cu cât raportul este mai mare, cu atât piatra este mai veche.aceste măsurători au arătat că marea insulă Hawaii, la capătul sud-estic al arhipelagului, este cea mai tânără a lanțului, cu o vârstă estimată la mai puțin de jumătate de milion de ani (Panoul 1)., Insulele Maui, Molokai, Lanai și Kahoolawe, care odată s-au alăturat într-o suprafață de teren cunoscută sub numele de Maui Nui, sunt următoarele mai vechi. Insulele Oahu și Kauai au vârste mai mari, acestea din urmă având aproximativ cinci milioane de ani. La nord-vest, vulcanii sunt progresiv mai în vârstă, cu Suiko Seamount în partea de nord a lanțului având o vârstă de 65 de milioane de ani.acest model este exact ceea ce a fost prezis de ipoteza că vulcanii au fost creați prin mișcarea crustei peste o sursă de căldură., De fapt, comparând vârstele vulcanilor cu separările lor, geologii au ajuns la concluzia că crusta Oceanului Pacific se mișcă cu o rată de aproximativ 10 centimetri (4 inci) pe an peste punctul fierbinte sau aproximativ un metru pe deceniu.o altă sursă de dovezi justificative a implicat înălțimile insulelor și ale seamounturilor. Pe măsură ce insulele vulcanice îmbătrânesc, ele dispar treptat și se erodează. Astfel, în Hawaii, cele mai noi insule ar trebui să fie cele mai înalte—ceea ce este din nou exact ceea ce se găsește (vezi Figura 6)., Cel mai înalt vârf de pe insula mare este de aproape 4.250 de metri (14.000 de picioare), în timp ce insula Kauai se ridică la doar aproximativ 1.500 de metri (5.000 de picioare). Insulele mai vechi dincolo de Kauai au altitudini mult mai mici. Un exemplu este insula Necker, care se află la aproximativ 300 de mile nord-vest de Kauai și este de două ori mai veche, la aproximativ 10 milioane de ani. Caracteristicile geologice ale părții subacvatice a insulei Necker indică faptul că odată a fost mai mare de 1.000 de metri (3.000 de picioare înălțime), dar astăzi cel mai înalt punct de pe insulă este mai mic de 100 de metri (300 de picioare) deasupra nivelului mării., Dincolo de Kure vârfurile seamounts obține progresiv mai mici. Suiko Seamount, cândva o insulă, este acum 2 kilometri (mai mult de o milă) sub apă.
Figura 6
maxim creșteri de insulele Hawaii diminua treptat de la sud-est la nord-vest, cu cele mai noi insule fiind cel mai inalt. (Harta reprodusă cu permisiunea Dynamic Graphics, Inc., Alameda, CA, SUA, producător de software EarthVision®, (mai mult…o sursă finală de dovezi justificative a fost observația că clădirea insulei este încă în curs de desfășurare., Un nou vulcan subacvatic a fost descoperit la aproximativ 32 de kilometri (20 de mile) în largul țărmului insulei Mari (vezi Figura 7). Cunoscut sub numele de Seamount Loihi, se ridică deja mai mult de 3.000 de metri (9.000 de picioare) deasupra podelei Pacificului și se află în prezent la aproximativ 1.000 de metri (3.000 de picioare) de suprafața oceanului. Cândva în următorii 100.000 de ani, s-ar putea ridica deasupra valurilor pentru a produce cel mai nou adaos la insulele Hawaii.,
Figura 7
Loihi Seamount pe coasta de Insula cea Mare este acum mai fierbinte loc sub Placa Pacificului și este în continuă creștere. (Diagrama adaptată după desen de Joel E. Robinson, U. S. Geological Survey. ipoteza lui Wilson despre originile Insulelor Hawaii, acum testată și acceptată în detaliu, a contribuit la o înțelegere mult mai largă a proceselor geologice cunoscute sub numele de teoria tectonicii plăcilor., Cam în același timp în care Wilson și-a făcut ipoteza, el și alți geologi au recunoscut că suprafața Pământului este ruptă într-un număr de „plăci” de diferite dimensiuni care se pot mișca în raport unul cu celălalt. Unele plăci se extind spre exterior din crestele vulcanice care adaugă material nou la marginile plăcilor. Unele plăci pierd material pe măsură ce marginile lor se scufundă în interiorul pământului în tranșee oceanice adânci. Ori de câte ori plăcile se întâlnesc sau alunecă unul împotriva celuilalt—la Falia San Andreas din California, de exemplu—activitatea cutremurului poate fi deosebit de intensă.,această teorie a tectonicii plăcilor reprezintă multe caracteristici geologice inexplicabile anterior. De exemplu, alte puncte fierbinți de sub scoarța terestră au contribuit la crearea formațiunilor geologice, cum ar fi punctul fierbinte de sub Parcul Național Yellowstone care încălzește izvoarele termale și gheizerele parcului. Mișcările plăcilor tectonice au avut efecte profunde asupra circulației oceanice și a climei—mișcarea Antarcticii spre Polul Sud în ultimii 30 de milioane de ani a dus la formarea capacului de gheață sudic și la o răcire treptată a planetei., În mod similar, teoria tectonicii plăcilor explică multe alte caracteristici geologice (vezi Figura 8). Curbura din arhipelagul hawaian, dincolo de Atolul Kure, de exemplu, pare să fi rezultat dintr-o schimbare a direcției de mișcare a plăcii Pacificului în urmă cu aproximativ 43 de milioane de ani, combinată cu mișcarea hotspotului de sub arhipelag.
Figura 8
insulele Hawaii sunt în apropiere de centrul de Placa Pacificului, care se deplasează spre nord-vest ca material este adăugat la placa de midocean creasta din America de Sud., (Diagrama prin amabilitatea U. S. Geological Survey.)