Глава 2. Геологическое строение 2.1. Теория плюмов. Формирование Гавайских островов

Согласно концепции мобилизма - литосферные плиты передвигаются по пластичной астеносфере. Крупнейшей литосферной плитой является Тихоокеанская, которая смещается на северо-запад (рис.3). На юго-востоке идет процесс спрединга - образуется новая земная кора, на северо-западной границе происходит субдукция – плита погружается в мантию. Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо – область на стыке плит, где находится большинство действующих вулканов. Гавайи же располагаются почти в центре литосферной плиты.

Рис. 3. Расположение Гавайских островов на смещающейся тихоокеанской литосферной плите [9, с. 13].

Это может объяснить теория горячих точек. Для истолкования магматизма в отдельных точках внутренних районов плит Дж. Т. Уилсоном была предложена теория плюмов. Плюм - восходящий конвективный поток горячего и пластичного материала с корнями в мантии. Поднимающееся вещество вызывает плавление вышележащей мантии и поэтому сопровождается на поверхности Земли интенсивной вулканической деятельностью. Выделяют плюмы исландского типа, располагающиеся под осевыми частями срединно-океанических хребтов, и плюмы гавайского типа (или внутриплитные плюмы), полностью локализованные внутри плиты [11]. Гавайские острова находятся над «суперплюмом». Такой же существует в нижней мантии под Африкой.

Остается дискуссионным вопрос взаимодействия плюмов и тектоники литосферных плит. Существуют разные точки зрения:

• Плюмы, имеющие глубинную природу ,поднимаются от ядра, нарушают механизм тектоники литосферных плит. Такой процесс может приводить к перескоку Срединно-океанических хребтов, как, например, в Тихом океане.

• Плюмы – источники энергии, подпитывающие тектонику литосферных плит.

• Плюмная тектоника и тектоника литосферных плит сосуществуют, функционируют на «разных» этажах: плюмная – в мантии; тектоника литосферных плит – в тектоносфере. При этом они взаимосвязаны, и плюмы могут как нарушать устоявшийся механизм тектоники литосферных плит, так и поддерживать его.

Горячие точки, вероятно, это нарушающие плюмы, внедряющиеся в тектоносферу.

Уилсон сумел объяснить увеличение возраста гор Гавайского архипелага по мере удаления от определенного местоположения горячей точки. Над горячей точкой формируется вулкан до того момента, пока Тихоокеанская плита не смещает его северо-западнее (со скоростью порядка 52 километров в миллион лет), далее начинает формироваться новый вулкан. Таким способом были образованы все Гавайские острова (рис. 4).

Рис. 4. Расположение гавайских островов по отношению к суперплюму [15].

Самый молодой остров – Гавайи, он же Биг Айленд – имеет возраст около 500 тысяч лет и продолжает формироваться. На нем располагаются 5 главных вулканов. В самой правой части рисунка 4 виден подводный действующий вулкан Лоихи, расположенный в 35 км от Большого острова на склоне вулкана Мауна Лоа и под 980 метрами воды. Возможно, через 60 000 лет это будет новый остров.

Острова Мауи и Молокаи созданы двумя разными вулканами, в то время как Кахоолаве и Ланаи – одним, около 1,5 млн лет назад. Однако, опустившись достаточно глубоко, можно увидеть, что это все – часть одного комплекса. Океан покрывает глубоко лежащую сушу, соединяющую острова, и в результате остаются видны лишь наивысшие ее части как 4 отдельных острова.

Остров Оаху был создан от 3 до 4 миллионов лет назад двумя вулканами, которые разрослись и соединились в один остров. Купуна («предки» с гавайского) могут рассказать легенду о том, что Оаху был сформирован братом и сестрой, которые жили близко на двух островах, но им так хотелось быть рядом, что они притянули острова и обнялись. Гора Вайанае на западе – все, что осталось от первого, более древнего вулкана, а гора Коолау на востоке – остаток от второго. Через миллион лет, после того как вулкан Коолау сформировался, возникла «Алмазная гора» (Даймонд хед), являющаяся частью комплекса вулканических конусов, образованных из-за серии кратковременных извержений [10]. Примечательно, что такое название кратер получил из-за английских моряков, которые перепутали драгоценный камень с известковым шпатом.

Также как острова Кахоолаве и Ланаи, Кауаи и Ниихау являются частью одной горы. Ученые выяснили, что остров Кауаи был сформирован около 6 миллионов лет назад, а Ниихау еще позже. Плоские поверхности Ниихау образовались в результате выветривания, покрытия песком мертвого кораллового рифа [9]. На острове расположено озеро Халулу - единственное озеро Гавайского архипелага. Ниихау характеризуется относительно засушливым климатом, из-за отсутствия гор, которые приводят к образованию осадков из пассатов.