Горячие точки и Гавайи

Гавайские острова находятся более чем в 3200 км от ближайшей границы плит, но Килауэа остаётся одним из самых активных вулканов Земли.

Вулканы посреди плиты

Большинство вулканов расположено на границах плит, но есть исключения. Гавайские острова целиком вулканические и лежат посреди Тихоокеанской плиты. В 1963 году канадский геофизик Дж. Тузо Уилсон, предложивший также понятие трансформных разломов, нашёл объяснение. Он заметил, что вулканизм в таких местах, как Гавайи, продолжается очень долго. Значит, под плитой должны находиться небольшие, устойчивые и необычно горячие области, горячие точки, которые служат источниками тепла. Их тепло частично плавит породы; магма поднимается сквозь плиту и извергается на морском дне. После бесчисленных извержений подводная гора вырастает до поверхности и становится вулканическим островом.

Однако плита продолжает двигаться, а горячая точка остаётся на месте. Движение плиты уносит остров от источника магмы, его вулканы потухают, а над горячей точкой вырастает новый вулкан. Цикл повторяется, оставляя длинную цепь. По описанию HVO, восемь главных Гавайских островов образованы 15 вулканами. Это самая молодая часть цепи из более чем 129 вулканов, протянувшейся примерно на 6100 км через северную часть Тихого океана. Большая её часть скрыта под водой и состоит из подводных гор и плосковершинных гайотов.

Часы на морском дне

Если Уилсон прав, то по мере удаления от горячей точки острова должны становиться старше и сильнее разрушаться эрозией. Именно это и наблюдается. По данным USGS, древнейшим породам Кауаи на северо-западном конце обитаемых островов около 5.5 млн лет; они сильно разрушены эрозией. На острове Гавайи, расположенном на юго-восточном конце, древнейшим обнажённым породам менее 0.7 млн лет, а новые породы образуются до сих пор. Древнейшему датированному вулкану у дальнего конца Императорского хребта 81 млн лет. Резкий изгиб цепи, возраст которого HVO оценивает в 43 млн лет (некоторые новые исследования дают около 47 млн), свидетельствует об изменении направления движения Тихоокеанской плиты.

Из этих чисел можно получить скорость. Между Кауаи и Килауэа около 528 км, а древнейшим породам Кауаи около 5.5 млн лет. Деление даёт примерно 9.6 см в год: грубую оценку скорости движения Тихоокеанской плиты над горячей точкой. Самый молодой вулкан цепи пока скрыт под водой: Камаэуаканалоа, до 2021 года называвшийся Лоихи, находится у юго-восточного берега острова Гавайи. Предполагается, что его последнее извержение было в 1996 году, когда HVO зарегистрировала 4377 землетрясений примерно за месяц.

Другие горячие точки

За последние 10 млн лет действовало более ста горячих точек. Большинство находится под внутренними частями плит, но некоторые расположены у срединно-океанических хребтов, как Исландия, Азорские и Галапагосские острова. Под Северо-Американской плитой самая известная горячая точка находится в Йеллоустоне. Там три гигантских извержения за последние два миллиона лет создали обширные кальдеры. Тепло до сих пор питает более 10 000 горячих источников, гейзеров и грязевых котлов, а отдельные участки поднимаются и опускаются со скоростью до 1 см в год. USGS честно уточняет: после выхода её брошюры учёные продолжали спорить о том, действительно ли горячие точки питаются глубинными неподвижными плюмами. Эта простая модель всё ещё проверяется.