Los quince volcanes que componen las ocho islas principales de Hawái son los más jóvenes de una cadena de más de 129 volcanes que se extienden a 5.800 kilómetros (3.600 millas) a través del Océano Pacífico Norte , denominada cadena de montes submarinos Hawaiian-Emperor . [1] Los volcanes de Hawái se elevan un promedio de 4.600 metros (15.000 pies) para alcanzar el nivel del mar desde su base. [2] El más grande, Mauna Loa , tiene 4.169 metros (13.678 pies) de altura. [2] Como volcanes de escudo , se construyen a partir de flujos de lava acumulados, que crecen unos pocos metros o pies a la vez para formar una forma amplia y suavemente inclinada. [2]
Las islas hawaianas experimentan un patrón sistemático de crecimiento submarino y subaéreo seguido de erosión. La etapa de desarrollo de una isla refleja su distancia del punto de acceso de Hawái .
Fondo
La cadena de montes submarinos Hawaiian-Emperor es notable por su longitud y su número de volcanes. La cadena se divide en dos subsecciones a través de una ruptura, que separa la cadena Emperor Seamount más antigua de la más joven Hawaiian Ridge; la curva en forma de V de la cadena se nota fácilmente en los mapas. [1] Los volcanes son progresivamente más jóvenes al sureste; el volcán más antiguo, ubicado en el extremo norte, tiene 81 millones de años. La ruptura entre las dos subcadenas es de 43 millones de años; en comparación, la más antigua de las islas principales, Kaua'i , tiene poco más de 5 millones de años. [1]
La "línea de montaje" que forma los volcanes está impulsada por un punto caliente , una columna de magma en las profundidades de la Tierra que produce lava en la superficie. A medida que la Placa del Pacífico se mueve en dirección oeste-noroeste, cada volcán se aleja de su lugar de origen sobre el punto caliente. La edad y ubicación de los volcanes son un registro de la dirección, velocidad de movimiento y orientación de la Placa del Pacífico . La pronunciada ruptura de 43 millones de años que separa Hawaiian Ridge de Emperor Chain marca un cambio dramático en la dirección del movimiento de las placas. [1] Las erupciones volcánicas iniciales de aguas más profundas se caracterizan por la lava almohadillada , llamada así por su forma, mientras que las erupciones de aguas poco profundas tienden a estar compuestas principalmente de cenizas volcánicas . Una vez que el volcán es lo suficientemente alto como para eliminar la interferencia del agua, sus flujos de lava se convierten en los de una pāhoehoe fibrosa y de lava en bloques de ʻAʻā . [1]
Nuestra comprensión actual del proceso de evolución se origina en la primera mitad del siglo XX. La comprensión del proceso avanzó mediante la observación frecuente de erupciones volcánicas, el estudio de tipos de rocas contrastantes y el mapeo de reconocimiento. Más recientemente, nuestra comprensión ha sido ayudada por estudios geofísicos, estudios sumergibles en alta mar, el advenimiento de la datación radiactiva, avances en petrología y geoquímica, vigilancia y monitoreo avanzados y estudios geológicos detallados. [3] La proporción de magnesio a sílice en la lava es un signo de la etapa en la que se encuentra el volcán, ya que con el tiempo las lavas del volcán cambian de lava alcalina a tooleítica y luego de nuevo a alcalina. [3]
Aunque el vulcanismo y la erosión son los principales factores del crecimiento y la erosión de un volcán, también intervienen otros factores. Se sabe que se produce un hundimiento. Los cambios en el nivel del mar, que ocurren principalmente durante el Pleistoceno , han provocado cambios drásticos; un ejemplo es la ruptura de Maui Nui , inicialmente una isla de siete volcanes, que se transformó en cinco islas como resultado del hundimiento. Las altas precipitaciones debidas al efecto de los vientos alisios repercuten en la gravedad de la erosión en muchos de los volcanes principales. Los colapsos de la costa, una parte notable de la historia de muchos de los volcanes hawaianos, a menudo son devastadores y destruyen gran parte de los volcanes. [3]
Etapa de preescudo submarino
Cuando se crea un volcán cerca del punto de acceso de Hawai, comienza su crecimiento en la etapa de preescudo submarino, caracterizada por erupciones poco frecuentes, típicamente de bajo volumen. El volcán tiene laderas empinadas y, por lo general, tiene una caldera definida y dos o más zonas de rift que irradian desde la cumbre. El tipo de lava que hizo erupción en esta etapa de actividad es el basalto alcalino . [4] Debido a las fuerzas de estiramiento, es común el desarrollo de dos o más zonas de ruptura . La lava se acumula en un depósito de almacenamiento de magma poco profundo. [5]
Debido a que las erupciones ocurren con el volcán bajo el agua, la forma de lava que suele erupcionar es la lava almohada . La lava almohada son bolas redondeadas de lava a las que se les dio muy poco tiempo para enfriarse debido a la exposición inmediata al agua. La presión del agua evita que la lava explote al entrar en contacto con el agua fría del océano, lo que la obliga a hervir a fuego lento y solidificarse rápidamente. Se cree que esta etapa dura unos 200.000 años, pero las lavas que erupcionaron durante esta etapa constituyen solo una pequeña fracción del volumen final del volcán. [1] A medida que pasa el tiempo, las erupciones se vuelven más fuertes y frecuentes.
El único ejemplo de un volcán de Hawai en esta etapa es LO ' ihi monte submarino, que se cree que la transición de la etapa de submarino preshield en la fase de submarino de la etapa de escudo. Todos los volcanes más antiguos han tenido sus lavas etapa preshield sepultadas por lavas más jóvenes, por lo que todo lo que se sabe acerca de esta etapa viene de la investigación realizada sobre el Lo ' IHI montaña submarina. [1]
Etapas de escudo
La etapa de escudo del volcán se subdivide en tres fases: la submarina, explosiva y subaérea. Durante esta etapa de crecimiento, el volcán acumula alrededor del 95 por ciento de su masa y adquiere la forma de "escudo" que da nombre a los volcanes en escudo . También es la etapa en la que la frecuencia eruptiva del volcán alcanza su punto máximo. [4]
Fase submarina
A medida que las erupciones se vuelven cada vez más frecuentes al final de la etapa previa al escudo, la composición de la lava erupcionada del volcán hawaiano cambia de basalto alcalino a basalto toleítico y el volcán entra en la fase submarina de la etapa escudo. En esta fase, el volcán continúa haciendo erupción de lava almohada. Las calderas se forman, llenan y reforman en la cima del volcán y las zonas de ruptura siguen siendo prominentes. El volcán se abre camino hasta el nivel del mar. La fase submarina termina cuando el volcán está sumergido solo superficialmente. [4]
El único ejemplo de un volcán en esta etapa es LO ' ihi monte submarino, que ahora está en transición en esta fase de la etapa de preshield.
Fase explosiva
Esta fase volcánica, llamada así por las reacciones explosivas con la lava que tienen lugar, comienza cuando el volcán acaba de salir a la superficie. La presión y el enfriamiento instantáneo de estar bajo el agua se detiene, reemplazado en cambio por el contacto con el aire. La lava y el agua de mar hacen un contacto intermitente, lo que genera una gran cantidad de vapor. [1] El cambio en el medio ambiente también engendra un cambio en el tipo de lava, y la lava de esta etapa se fragmenta principalmente en cenizas volcánicas. Estas erupciones explosivas continúan de forma intermitente durante varios cientos de miles de años. [1] Las calderas se desarrollan y se llenan continuamente, y las zonas de rift siguen siendo prominentes. La fase termina cuando el volcán tiene suficiente masa y altura (alrededor de 1,000 metros (3,000 pies) sobre el nivel del mar) para que la interacción entre el agua del mar y la lava en erupción se desvanezca. [1]
Fase subaérea
Una vez que un volcán ha agregado suficiente masa y altura para terminar el contacto frecuente con el agua, comienza la subestación subaérea . Durante esta etapa de actividad, las erupciones explosivas se vuelven mucho menos frecuentes y la naturaleza de las erupciones se vuelve mucho más suave. Los flujos de lava son una combinación de pāhoehoe y ʻaʻā. [1] Es durante esta etapa que se forma la forma de " escudo " de bajo perfil de los volcanes hawaianos, llamada así por la forma del escudo de un guerrero. [4] Las tasas y frecuencias de erupción alcanzan su punto máximo, y aproximadamente el 95% del volumen final del volcán se forma durante un período de aproximadamente 500.000 años. [1]
La lava estalló en esta etapa en forma de flujos de pāhoehoe o ʻaʻā. Durante esta etapa subaérea, los flancos de los volcanes en crecimiento son inestables y, como resultado, pueden ocurrir grandes deslizamientos de tierra . Se han producido al menos 17 deslizamientos de tierra importantes alrededor de las principales islas de Hawai. Esta etapa es posiblemente la más estudiada, ya que todas las erupciones que ocurrieron en el siglo XX en la isla de Hawai fueron producidas por volcanes en esta fase. [4]
Los volcanes Mauna Loa y Kilauea se encuentran en esta fase de actividad.
Etapa postshield
Cuando el volcán llega al final de la etapa de escudo, el volcán pasa por otra serie de cambios al entrar en la etapa de post-escudo. El tipo de lava en erupción cambia de basalto toleítico a basalto alcalino y las erupciones se vuelven un poco más explosivas. [4]
Las erupciones en la etapa posterior al escudo cubren el volcán con un caparazón de lava, que contiene bajo contenido de sílice y alto contenido de álcali, el reverso de la etapa anterior. Sin embargo, algunos volcanes hawaianos divergen de esto. La lava entra en erupción como un ʻaʻā robusto y pastoso que fluye junto con una gran cantidad de ceniza . [1] El desarrollo de Caldera se detiene y las zonas de ruptura se vuelven menos activas. Los nuevos flujos de lava aumentan el grado de la pendiente, ya que el ʻaʻā nunca llega a la base del volcán. Estas lavas comúnmente llenan y desbordan la caldera . [1] La tasa de erupción disminuye gradualmente durante un período de aproximadamente 250.000 años, y finalmente se detiene por completo cuando el volcán se vuelve inactivo . [1]
Los volcanes Mauna Kea , Hualālai y Haleakalā se encuentran en esta etapa de actividad.
Estadio erosional
Una vez que el volcán se vuelve inactivo, las fuerzas de erosión toman el control de la montaña. El volcán se hunde en la corteza oceánica debido a su inmenso peso y pierde elevación. Mientras tanto, la lluvia también erosiona el volcán, creando valles profundamente incisos. Los arrecifes de coral crecen a lo largo de la costa. El volcán se convierte en un esqueleto de su antiguo yo. [4]
Los volcanes Kohala , Māhukona , Lānaʻi y Waiʻanae son ejemplos de volcanes en esta etapa de desarrollo.
Etapa rejuvenecida
Después de un largo período de inactividad y erosión de la superficie, el volcán puede volver a activarse, entrando en una etapa final de actividad llamada etapa de rejuvenecimiento. Durante esta etapa, el volcán erupciona pequeños volúmenes de lava con muy poca frecuencia. Estas erupciones a menudo se extienden a lo largo de varios millones de años. [1] La composición de las lavas erupcionadas en esta etapa suele ser alcalina. La etapa ocurre comúnmente entre 0,6 y 2 millones de años después de haber entrado en el ciclo de meteorización. [6]
Los volcanes Koʻolau Range , West Maui y Kahoʻolawe son ejemplos de volcanes en esta etapa de desarrollo. Sin embargo, tenga en cuenta que debido a que en esta etapa las erupciones son muy poco frecuentes (ocurren con miles o incluso decenas de miles de años de diferencia), la erosión sigue siendo el factor principal que controla el desarrollo del volcán.
Etapa de atolón de coral
Finalmente, la erosión y el hundimiento rompen el volcán hasta el nivel del mar. En este punto, el volcán se convierte en un atolón, con un anillo de coral e islas de arena que rodean una laguna . Todas las islas hawaianas al oeste de los pináculos Gardner en las islas hawaianas del noroeste se encuentran en esta etapa.
Etapa de Guyot
Los atolones son producto del crecimiento de organismos marinos tropicales , por lo que este tipo de isla solo se encuentra en aguas cálidas tropicales . Finalmente, la Placa del Pacífico lleva el atolón volcánico a aguas demasiado frías para que estos organismos marinos mantengan un arrecife de coral mediante el crecimiento. [1] Las islas volcánicas ubicadas más allá de los requisitos de temperatura del agua cálida de los organismos constructores de arrecifes se convierten en montes submarinos a medida que disminuyen y se erosionan en la superficie. Se dice que una isla que está ubicada donde las temperaturas del agua del océano son lo suficientemente cálidas para que el arrecife crezca hacia arriba y mantenga el ritmo de la tasa de hundimiento se encuentra en el punto Darwin. [4] Las islas en latitudes más al norte evolucionan hacia montes submarinos o guyots; las islas más cercanas al ecuador evolucionan hacia atolones (ver Atolón Kure ).
Después de que el arrecife muere, el volcán se hunde o se erosiona por debajo del nivel del mar y se convierte en una montaña submarina cubierta de coral. Estos montes submarinos de cima plana se llaman guyots . La mayoría, si no todos, los volcanes al oeste del atolón Kure, así como la mayoría, si no todos, los volcanes de la cadena Emperor Seamount son guyots o montes submarinos . [4]
Otros patrones
No todos los volcanes hawaianos pasan por todas estas etapas de actividad. Un ejemplo es Koʻolau Range en Oʻahu , que fue devastado prehistóricamente por un deslizamiento de tierra cataclísmico , nunca pasó por la etapa de pos-escudo y permaneció inactivo durante cientos de miles de años después de la etapa de escudo antes de volver a la vida. Algunos volcanes nunca llegaron a estar por encima del nivel del mar; No hay evidencia que sugiera que West Molokai haya pasado por la etapa rejuvenecida, mientras que sus vecinos más jóvenes, East Molokai y West Maui , evidentemente lo han hecho. Actualmente se desconoce en qué etapa de desarrollo se encuentra el volcán sumergido de Penguin Bank . [4]
Aplicación a otros grupos
En los últimos años, la investigación en otros montes submarinos, por ejemplo, Jasper Seamount , ha confirmado que el modelo hawaiano se aplica también a otros montes submarinos. [7]
Ver también
- Lista de volcanes en la cadena de montes submarinos Hawaiian-Emperor
Referencias
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q "Evolución de los volcanes hawaianos" . Sitio de USGS . USGS. 8 de septiembre de 1995 . Consultado el 29 de mayo de 2018 .
- ^ a b c L. Hamilton, Rosanna (1995). "Introducción a los volcanes hawaianos" . Web . www.solarviews.com . Consultado el 9 de marzo de 2009 .
- ^ a b c USGS , pág. 149 (digital pág.167)
- ^ a b c d e f g h yo j Morgan, Joseph R. (1996). "Accidentes geográficos volcánicos". Hawái: una geografía única . Honolulu, HI: Bess Press . págs. 9-13. ISBN 978-1-57306-021-9.
- ^ "Volcanes de Hawaii revelados" (PDF) . Póster de USGS . USGS . Archivado desde el original (PDF) el 26 de octubre de 2004 . Consultado el 28 de marzo de 2009 .
- ^ García, Michael O .; Caplan-Auerbanch, Jackie; De Carlo, Eric H .; Kurz, MD; Becker, N. (20 de septiembre de 2005). "Historia de la geología, geoquímica y terremotos del monte submarino de Lōihi, Hawaii". Geoquímica . Esta es la versión personal del autor de un artículo que se publicó el 16 de mayo de 2006 como "Geoquímica e historia de terremotos del monte submarino de Lōʻihi, el volcán más joven de Hawái", en Chemie der Erde - Geochemistry (66) 2: 81-108. SOEST . 66 (2): 81–108. doi : 10.1016 / j.chemer.2005.09.002 .
- ^ Konter, Jasper G .; Staudigel, Hubert; Vaya, Jeffry. "Spotlight 2: Jasper Seamount" (PDF) . Oceanografía . Edición especial de los montes submarinos. Sociedad de Oceanografía . 23 (1). Archivado desde el original (PDF) el 13 de junio de 2010 . Consultado el 28 de julio de 2010 .
Otras lecturas
- Robert W. Decker ; Thomas L. Wright; Peter H. Straffer (eds.). Vulcanismo en Hawái-Volumen 1 (PDF) . Estudio geológico de los Estados Unidos-vulcanismo de Hawai. 1 . USGS (documento número 1350) y el Observatorio de vulcanismo de Hawái . Consultado el 31 de marzo de 2009 .
enlaces externos
- Observación de volcanes: evolución de los volcanes hawaianos