Lempeng Tektonik

Lempeng Tektonik dan Hot Spot Hawaii



Diterbitkan ulang dari Letusan Gunung berapi Hawaii - Dulu, Sekarang, dan Masa Depanoleh Robert Tilling, Christina Heliker, dan Donald SwansonSurvei Umum Produk Geologi A.S. 117.

Peta Cekungan Pasifik: Peta Cekungan Pasifik yang menunjukkan lokasi Rantai Lintas Laut Kaisar-Hawaii dan Parit Aleutian. Peta dasar dari "Planet Dinamis Ini."

Asal Kepulauan Hawaii

Kepulauan Hawaii adalah puncak gunung berapi raksasa yang terbentuk oleh letusan lava fluida yang tak terhitung jumlahnya selama beberapa juta tahun; beberapa menara lebih dari 30.000 kaki di atas dasar laut. Puncak-puncak gunung berapi yang menjulang di atas permukaan laut ini hanya mewakili bagian kecil yang terlihat dari punggungan kapal selam yang sangat besar, Hawaiian Ridge-Emperor Seamount Chain, yang terdiri lebih dari 80 gunung berapi besar.

Gunung Berapi Mauna Kea di pulau Hawaii memiliki ketinggian 13.796 kaki. Namun, dasar pulau dimulai sekitar 18.000 kaki di bawah permukaan laut. Jika pulau Hawaii dianggap sebagai "gunung" itu akan menjadi yang tertinggi di dunia, mengalahkan Gunung Everest lebih dari 1.000 kaki. Belajarlah lagi.

Kisaran ini membentang di lantai Samudra Pasifik dari Kepulauan Hawaii hingga Parit Aleutian. Panjang ruas Hawaiian Ridge saja, antara Pulau Hawai'i dan Pulau Midway ke barat laut, sekitar 1.600 mil, kira-kira jaraknya dari Washington, D.C., ke Denver, Colorado. Jumlah lava meletus membentuk punggungan besar ini, sekitar 186.000 mil kubik, lebih dari cukup untuk menutupi Negara Bagian California dengan lapisan 1 mil.

Jenis batas lempeng: Blokir diagram batas lempeng divergen, konvergen dan transform.

Lempeng Tektonik dan Hot Spot Hawaii

Pada awal 1960-an, konsep terkait "penyebaran dasar laut" dan "lempeng tektonik" muncul sebagai hipotesis baru yang kuat yang digunakan ahli geologi untuk menafsirkan fitur dan pergerakan lapisan permukaan bumi. Menurut teori lempeng tektonik, lapisan terluar bumi yang kaku, atau "litosfer," terdiri dari sekitar selusin lempengan atau lempeng, masing-masing setebal 50 hingga 100 mil. Pelat-pelat ini bergerak relatif satu sama lain dengan kecepatan rata-rata beberapa inci per tahun - sekitar secepat kuku jari manusia tumbuh. Para ilmuwan mengenali tiga jenis batas umum antara lempeng bergerak ini (lihat diagram):

(1) Batas Divergen

Lempeng yang berdekatan terpisah, seperti di Mid-Atlantic Ridge, yang memisahkan Pate Amerika Utara dan Selatan dari Piring Eurasia dan Afrika. Penarikan yang terpisah ini menyebabkan "penyebaran dasar laut" sebagai bahan baru dari lapisan yang kurang kaku, atau "asthenosphere," mengisi celah-celah dan menambah lempeng samudera ini. Lihat: Mengajar Tentang Batas Piring Divergen.

(2) Batas Konvergen

Dua lempeng bergerak ke arah satu sama lain dan satu diseret ke bawah (atau "ditundukkan") di bawah yang lain. Batas lempeng konvergen juga disebut "zona subduksi" dan ditandai oleh Parit Aleutian, di mana Lempeng Pasifik sedang ditundukkan di bawah Lempeng Amerika Utara. Gunung St. Helens (Washington barat daya) dan Gunung Fuji (Jepang) adalah contoh yang sangat baik dari gunung berapi zona subduksi yang terbentuk di sepanjang batas lempeng konvergen. Lihat: Mengajar Tentang Batas Plat Konvergen.

(3) Ubah Batas

Satu piring meluncur secara horizontal melewati yang lain. Contoh paling terkenal adalah Zona Sesar San Andreas yang rentan terhadap gempa bumi di California, yang menandai batas antara Pelat Pasifik dan Amerika Utara. Lihat: Mengajar Tentang Transform Plate Boundaries.

Pelat Tektonik dan Gunung Berapi Aktif Dunia: Sebagian besar gunung berapi aktif terletak di sepanjang atau dekat batas lempeng tektonik Bumi yang bergeser. Gunung berapi Hawaii, bagaimanapun, terjadi di tengah Lempeng Pasifik dan dibentuk oleh vulkanisme di atas "Hot Spot" Hawaii (lihat teks). Hanya beberapa dari lebih dari 500 gunung berapi aktif di Bumi yang ditampilkan di sini (segitiga merah). Gambar USGS. Klik untuk memperbesar.

Gempa Bumi dan Gunung Berapi di Batas Batas Lempeng

Hampir semua gempa bumi dunia dan gunung berapi aktif terjadi di sepanjang atau di dekat batas lempeng bumi yang bergeser. Lalu mengapa gunung berapi Hawaii terletak di tengah Lempeng Pasifik, lebih dari 2.000 mil dari batas terdekat dengan lempeng tektonik lainnya? Para pendukung lempeng tektonik pada awalnya tidak memiliki penjelasan untuk terjadinya gunung berapi di dalam interior lempeng (vulkanisme "intraplate").

Hipotesis "Hot Spot"

Kemudian pada tahun 1963, J. Tuzo Wilson, seorang ahli geofisika Kanada, memberikan penjelasan yang cerdik dalam kerangka lempeng tektonik dengan mengajukan hipotesis "hot spot". Hipotesis Wilson telah diterima secara luas, karena itu sangat sesuai dengan banyak data ilmiah tentang rantai pulau vulkanik linier di Samudra Pasifik pada umumnya-dan Kepulauan Hawaii pada khususnya.

Seberapa Dalam Apakah Hot Spot?

Menurut Wilson, bentuk linier khas Rantai Kaisar Hawaii mencerminkan pergerakan progresif Lempeng Pasifik di atas titik panas "dalam" dan "tetap". Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah berdebat tentang kedalaman aktual Hawaii dan hot spot Bumi lainnya. Apakah mereka membentang hanya beberapa ratus mil di bawah litosfer? Atau apakah mereka membentang hingga ribuan mil, mungkin ke batas inti-bumi?

Apakah Hot Spot Bergerak?

Selain itu, sementara para ilmuwan umumnya sepakat bahwa hot spot tetap pada posisinya relatif terhadap lempeng yang bergerak lebih cepat, beberapa studi baru-baru ini menunjukkan bahwa hot spot dapat bermigrasi secara perlahan dari waktu ke waktu geologis. Bagaimanapun, hot spot Hawaii sebagian mencairkan wilayah tepat di bawah Lempeng Pasifik utama, menghasilkan gumpalan kecil (magma) gumpalan kecil yang terisolasi. Kurang padat dari batuan padat di sekitarnya, gumpalan magma datang bersama-sama dan bangkit dengan apung melalui zona yang secara struktural lemah dan akhirnya meletus sebagai lava ke dasar lautan untuk membangun gunung berapi.

Rantai Kaisar Hawaii

Selama rentang waktu sekitar 70 juta tahun, proses gabungan pembentukan magma, letusan, dan pergerakan terus-menerus dari Lempeng Pasifik di atas titik panas yang stasioner telah meninggalkan jejak gunung berapi melintasi dasar lautan yang sekarang kita sebut Rantai Kaisar Hawaii. Sebuah tikungan tajam dalam rantai sekitar 2.200 mil barat laut Pulau Hawai'i sebelumnya ditafsirkan sebagai perubahan besar dalam arah gerakan lempeng sekitar 43-45 juta tahun yang lalu (Ma), seperti yang disarankan oleh usia kurung gunung berapi tikungan.

Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa segmen utara (Rantai Kaisar) terbentuk ketika hot spot bergerak ke selatan hingga sekitar 45 Ma, ketika menjadi diperbaiki. Setelah itu, pergerakan lempeng barat laut terjadi, menghasilkan pembentukan "Hilir" Hawaiian Ridge dari hotspot.

Hawaii Hot Spot: Sebuah pemandangan yang indah di sepanjang rantai pulau Hawaii menunjukkan bulu mantel yang disimpulkan telah memberi makan hot spot Hawaii di Lempeng Pasifik yang utama. Usia geologis gunung berapi tertua di masing-masing pulau (Ma = jutaan tahun yang lalu) secara progresif lebih tua ke barat laut, konsisten dengan model hot spot untuk asal-usul Rantai Laut-Gunung-Kaisar Hawaii. Dimodifikasi dari gambar Joel E. Robinson, USGS, di peta "This Dynamic Planet" dari Simkin dan lain-lain, 2006.

Loihi Seamount: Gunung berapi bawah laut aktif di lepas pantai selatan Pulau Besar Hawaii. Gambar Creative Commons oleh Kmusser. Klik untuk memperbesar.

Zaman Kepulauan

Pulau Hawai'i adalah pulau paling tenggara dan termuda di rantai itu. Bagian paling tenggara Pulau Hawai'i saat ini mendahului titik panas dan masih mengetuk sumber magma untuk memberi makan gunung berapi aktifnya. Lö'ihi Seamount, gunung berapi bawah laut aktif di lepas pantai selatan Pulau Hawaii, dapat menandai awal zona pembentukan magma di tepi tenggara hot spot. Dengan perkecualian yang mungkin dari Maui, pulau-pulau Hawaii lainnya telah bergerak ke barat laut melampaui titik panas - mereka secara berturut-turut terputus dari sumber magma yang menopang dan tidak lagi aktif secara vulkanik.

Aliran progresif barat laut dari pulau-pulau dari titik asal mereka ke titik panas ditunjukkan dengan baik oleh usia aliran lahar utama di berbagai Kepulauan Hawaii dari barat laut (tertua) ke tenggara (termuda), diberikan dalam jutaan tahun: Ni 'ihau dan Kaua'i, 5,6 hingga 3,8; O'ahu, 3,4-2,2; Moloka'i, 1,8 hingga 1,3; Maui, 1,3 hingga 0,8; dan Hawaii, kurang dari 0,7 dan masih terus berkembang.

Bahkan untuk Pulau Hawai'i saja, usia relatif dari lima gunung berapi yang kompatibel dengan teori hot-spot (lihat peta, halaman 3). Kohala, di sudut barat laut pulau, adalah yang tertua, setelah menghentikan aktivitas letusan sekitar 120.000 tahun yang lalu. Yang tertua kedua adalah Mauna Kea, yang terakhir meletus sekitar 4.000 tahun yang lalu; berikutnya adalah Hualälai, yang hanya memiliki satu letusan (1800-1801) dalam sejarah tertulis. Terakhir, baik Mauna Loa dan Kïlauea telah aktif dan berulang kali aktif dalam dua abad terakhir. Karena tumbuh di sisi tenggara Mauna Loa, Kïlauea diyakini lebih muda dari tetangganya yang besar.

Ukuran hot spot Hawaii tidak diketahui, tetapi mungkin cukup besar untuk mencakup dan memberi makan gunung berapi Mauna Loa, Kïlauea, Lö'ihi yang aktif saat ini, dan mungkin juga Hualälai dan Haleakalä. Beberapa ilmuwan memperkirakan hot spot Hawaii sekitar 200 mil, dengan lorong vertikal yang jauh lebih sempit yang memberi makan magma ke masing-masing gunung berapi.


Tonton videonya: Ring of Fire Full Documentary (Juni 2021).