Hawaiian-Emperor Seamount-kæden består af Hawaii-øerne og Emperor Seamounts: sammen udgør de et enormt undervandsbjergområde med øer, seamounts, atoller, lavvandede områder, banker og rev. Linjen går fra sydøst til nordvest under det nordlige Stillehav; og mange af de undersøiske bjerge er guyots.
Udbredelse og alder
Seamountkæden har over 80 identificerede undervulkaner og strækker sig over cirka 5.800 km fra Aleuternes Grav i det yderste nordvestlige Stillehav til Loʻihi-seamountet, den yngste vulkan i kæden, som ligger ca. 35 km sydøst for
Hawaii-øen. Den ældste alder for Emperor Seamounts er omkring 81 millioner år, baseret på dateringer af Detroit Seamount; Meiji Guyot, der ligger nord for Detroit, kan dog være endnu ældre.
Geologi og dannelse
I 1963 foreslog geologen John Tuzo Wilson, at Hawaiian-Emperor-seamount-kæden blev skabt af et
hotspot — en opadstigende søjle af varm materiale fra Jordens kappe (en såkaldt mantelplume). Konceptet er, at hotspottet i store træk lå fast, mens den tektoniske plade (Stillehavspladen) bevægede sig hen over det. Efterhånden som pladen skred forbi, dannede gentagne vulkanudbrud en række øer og undersøiske bjerge, som så gradvist døde ud, sank og blev udsat for erosion.
Mange toppe i kæden er guyots — fladtopede seamounts, der oprindeligt nåede havoverfladen, blev planeret af bølger og senere sænket under havets overflade ved afkylning og isostatisk subsistens. Hvor vulkanerne nåede overfladen og fik koralvækst, kunne der dannes atoller, når øerne sank igen.
Emperor-bøjningen og pladens bevægelse
Kæden viser et markant "knæk" eller en V-form, ofte kaldet Emperor-bøjningen, der markerer et pludseligt skift i Stillehavspladens bevægelse for omkring 47 millioner år siden — fra en nordgående til en mere nordvestlig retning. Denne bøjning illustrerer, hvordan en tektonisk plade kan ændre kurs relativt hurtigt i geologisk forstand. Et kig på USGS-kortet over Hawaiiøernes oprindelse viser tydeligt denne "spydspids".
Nyere forskning: flytter hotspottet sig?
Nyere studier antyder, at hotspottet selv ikke nødvendigvis har været helt stationært. En vigtig metode til at undersøge dette er paleomagnetisme: orienteringen af Jordens gamle magnetfelt, fastholdt i magnetit i størknede lavastrømme, kan fortælle, hvor nær ækvator vulkanen dannede sig. Analyser af prøver fra flere undersøiske bjerge viste, at hotspotens position ser ud til at have ændret sig en smule over tid. I praksis kan den observerede bane af vulkanske øer forklares af en kombination af:
- ændringer i størelsen og positionen af mantelplumen (hotspottet),
- skift i Stillehavspladens bevægelsesretning og hastighed, og
- interaktion med andre tændpunkter eller med spredningsrygge i kappen.
Hvordan ved vi det?
Forskere anvender flere metoder til at kortlægge og datere kæden: radiometrisk datering (f.eks. K–Ar og Ar–Ar), paleomagnetiske målinger, bathymetrisk kortlægning med sonar, prøvetagning ved dredging og boring (f.eks. Deep Sea Drilling Project og senere Ocean Drilling Program) samt seismisk tomografi for at undersøge strukturer i kappen under hotspottet.
Vulkanaktivitet og risici
Loʻihi er et eksempel på en aktiv undersøisk vulkan i kæden; den kan i fremtiden vokse op og blive en ny ø. Undersøiske udbrud kan være farlige på flere måder: de kan fremkalde lokaliserede tsunami, forårsage jordskælv og ændre havbundens topografi. Ældre øer i kæden synker gradvist, hvilket påvirker kystlinjer, habitater og menneskelige bosættelser på de yngre øer.
Økologi og betydning
Seamounts udgør vigtige levesteder i havet: de skaber opstrømninger, der koncentrerer næringsstoffer, understøtter rige fødekæder og fungerer som koral- og fiskesamfunders levesteder. Guyots og atoller kan bevare rester af gamle økosystemer og fossilregistre, som er vigtige for forståelsen af havets biologiske og geologiske historie.
Afsluttende bemærkninger
Hawaiian-Emperor-kæden er et fremragende eksempel på samspillet mellem mantelprocesser og pladetektonik, og den er løbende genstand for forskning, der søger at afklare både hotspot-dynamik og pladens bevægelser gennem tid. Nye teknikker inden for geokemi, geofysik og boreprøver fortsætter med at finpudse vores billede af, hvordan disse enorme undervandsbjerge blev dannet og har udviklet sig.
Der er stadig åbne spørgsmål — især om hvorvidt og i hvilket omfang hotspottet selv har flyttet sig — og fremtidige undersøgelser vil fortsat forbedre vores forståelse.
