Havaju–Imperatora jūras kalnu ķēde: vulkāni, karstais punkts, tektonika

Havaju–Imperatora jūras kalnu ķēde: vulkāni, karstais punkts un Klusā okeāna tektonika — ceļš caur 80+ zemūdens vulkāniem un 47 milj. gadu līkumu.

Havaju un Imperatora jūras kalnu ķēde ir Havaju salas un Imperatora jūras kalni: kopā tie veido plašu zemūdens kalnu reģionu ar salām, jūras kalniem, atoliem, seklumiem, sēkļiem, krastiem un rifiem. Līnija stiepjas no dienvidaustrumiem uz ziemeļrietumiem zem Klusā okeāna ziemeļu daļas; un daudzi no zemūdens kalniem ir gajoti. Šī ķēde ir viena no izteiktākajām piemēriem, kā ilgstoša vulkāniskā aktivitāte un plātņu kustības veido okeāna dzelmes reljefu.

Zemūdens vulkānu ķēde ar vairāk nekā 80 identificētiem zemūdens vulkāniem stiepjas vairāk nekā 5800 kilometru (3600 jūdžu) garumā no Aleutu tranšejas Klusā okeāna tālajos ziemeļrietumos līdz Loʻihi zemūdens vulkānam, kas ir jaunākais ķēdes vulkāns un atrodas aptuveni 35 kilometrus uz dienvidaustrumiem no Havaju salām. Loʻihi ir aktīvs zemūdens vulkāns; tas jau rada jaunu zemes masu un, iespējams, nākotnē kļūs par jaunu Havaju salu, kad pacelsies virs jūras līmeņa.

Ģeoloģija un vecuma gradients

Vecākais vecums, kas noteikts Imperatora jūras pacēlumiem, ir 81 miljons gadu, un tas nāk no Detroitas jūras pacēluma. Tomēr Meidži Gijots, kas atrodas uz ziemeļiem no Detroitas jūras pacēluma, visticamāk, ir nedaudz vecāks. Kopumā ķēdē ir skaidri redzams vecuma gradients: jaunākie vulkāni atrodas dienvidaustrumos (Havaju salu tuvumā), savukārt ziemeļrietumos izvietotie jūras kalni ir vecāki. Vecākie virsmas veidojumi bieži ir erodējušies un noslīdējuši zem jūras līmeņa, veidojot plakani galotņu gajotus (guyots).

Karstais punkts un plātņu kustība

1963. gadā ģeologs Džons Tuzo Vilsons (John Tuzo Wilson) skaidroja, ka Havaju un Imperatora jūras kalnu ķēde radusies vulkāniskās aktivitātes karstajā punktā, kas izveidojies, Klusā okeāna tektoniskajai plātnei pārvietojoties pāri tai. Šī karstā punkta teorija paredz, ka dziļā mantlā esoša karsta plūsma (mantle plume) izceļ magma, kas caur plūstošo plātni rada virkni vulkānisku būvju. Tādejādi, kamēr plātne pārvietojas, virs karstā punkta veidojas virkne salu un jūras kalnu — tā radās Havaju-Imperatora ķēde.

Ķēdes labi redzamais "līkums" jeb "V", kas atrodas starp Imperatora un Havaju daļām, iezīmē Klusā okeāna plātnes kustības maiņu no ziemeļu uz ziemeļrietumu virziena pirms aptuveni 47 miljoniem gadu. Šis līkums bieži tiek saukts par Emperor–Hawaii bend un tiek uzskatīts par svarīgu pierādījumu plātņu kustību maiņai un plūsmas dinamikai Zemes mantelī. Aplūkojot USGS karti par Havaju salu izcelsmi, skaidri redzams šis "šķēpa punkts".

Magnētiskie reģistri un karstā punkta pārvietošanās

Jaunākie pētījumi liecina, ka pats karstais punkts, iespējams, laika gaitā ir pārvietojies. Daži pierādījumi ir iegūti, analizējot senā magnētiskā lauka orientāciju, ko saglabājis magnetīts senās lavas plūsmās, kas ņemtas četros jūras pacēlumos. Paleomagnētiskā informācija ļauj noteikt, kādā platuma grādu pozīcijā katrs vulkāns veidojās un tādējādi salīdzināt to ar mūsdienu karstā punkta pozīciju. Kopā ar radiometrisko datēšanu (piemēram, K–Ar vai Ar–Ar metodēm) šie dati palīdz rekonstruēt gan plātņu, gan karstā punkta kustību laikmetā, kad veidojies ķēdes posms.

Alternatīvas un papildinošas skaidrojumu pieejas

Lai gan klasiska karstā punkta (mantle plume) skaidrojuma modelis labi atbilst Havaju–Imperatora ķēdes observācijām, pētnieki apsver arī sarežģītākus scenārijus: mantlas plūsmas deformācijas, plātnes virsmas spiediena izmaiņu ietekmi, kā arī karstā punkta svriekšējā daļa, kas var novirzīties. Dažos pētījumos tiek ierosināts, ka karstais punkts nav pilnīgi fiksēts attiecībā pret dziļo mantlu un var pārvietoties vai deformēties atkarībā no plašākas manteliskās dinamiskas vides.

Vulkānu dzīves cikls, gajotu veidošanās un ekoloģiskā nozīme

• Vulkānu dzīves cikls: jaunākie Havaju vulkāni attīstās no zemūdens iezīmēm līdz aktīviem salu vulkāniem (šīlda fāze), pēc tam seko post-šīlda un erozijas posmi, līdz vulkāns pakāpeniski noslīd zem jūras līmeņa.
• Gajoti (guyots): plakana virsotne rodas, ja vulkāns kādreiz ir bijis virs jūras līmeņa un viļņu erozija noapaļojusi virsotni, pēc tam pamazām noslīdot līdz dziļākai jūras daļai.
• Atolu veidošanās: atoli un korālu rifi veidojas ap salu malām, kamēr pats vulkāns lēnām noslīd — tas atbilst Darvina atolu attīstības modelim.
• Ekosistēmas: jūras kalni un piekrastes vulkāni nodrošina īpašas biotopus: bagātīgu makro- un mikrourdzēmju faunu, unikālas sugas Havaju salu ekosistēmās un nozīmīgu nozvejas zonu.

Praktiskas un drošības sekas

Havaju–Imperatora ķēde ietekmē arī cilvēkus: aktīvā vulkāniskā aktivitāte (piemēram, lavas plūsmas Havaju salās) rada tiešus ģeohazardus, bet zemūdens vulkānu sabrukumi var izraisīt cunami. Turklāt jūras kalni ir nozīmīgi kuģošanai, zivju resursiem un potenciālām rūpnieciskām interesēm (piemēram, dziļūdens minerālu pētījumi), kas pieprasa ilgtspējīgu pārvaldību un zinātnisku uzraudzību.

Kopumā Havaju–Imperatora jūras kalnu ķēde ir būtisks ģeoloģisks un ekoloģisks reģions, kas sniedz ieskatu Zemes manteliskajās procesos, plātņu tektonikā un tropisko salu evolūcijā, vienlaikus atgādinot par vulkāniskās darbības un okeāna mijiedarbības nozīmīgumu cilvēku un dabas dzīvē.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir Havaju un Imperatora jūras kalnu ķēde?

J: Cik gara ir šī ķēde?

J: Kāds ir senākais imperatora jūras kalnu vecums?

J: Kā radās Havaju un Imperatora jūras kalnu ķēde?

J: Kas izraisīja "līkumu" jeb "V" ķēdē?

J: Kur atrodas Loʻihi?

Meklēt pēc burta