Что такое гайоты кратко
Обновлено: 08.07.2024
ГАЙОТ, плоская подводная гора с округлыми склонами, круто спускающимися ко дну. Поднимается приблизительно на 1000 м с вершиной на 2,5 км ниже уровня моря. Считают, что до погружения под воду они были вулканическими островами, вершины которых стали плоскими под действием волн. Если это так, то это является доказательством оседания дна океана.
Гайот. Образовались из морских гор (подводные горы поднимающиеся не менее чем на 1000 м над окружающей поверхностью). Имеют вершины на глубине 2500 м. Эти вершины чаще всего слишком большие, чтобы их можно было бы принять за древние кратеры, наполненные до отказа осадочными породами и другими веществами Существует версия, что это вулканы, ко торые были выше уровня моря (А), вершины которых после угасания, длившегося многие годы, стали плоскими под действием воды (В), а потом погрузились под воду, когда уровень воды в море поднялся или поднялось его дно (С). Впоследствии это было подтверждено присутствием гальки на берегах.
Что такое гайоты?
Плосковершинные подводные горы – гайоты представляют собой потухшие вулканы, вершины которых срезаны абразией. Плоские вершины гайотов располагаются на глубине до 2500 м. В тропической зоне гайоты нередко увенчаны коралловыми рифами. Больше всего гайотов встречается в Тихом и Индийском океанах.
Гайоты были так названы в честь американского географа Арнольда Гюйо (Arnold Henry Guyot) (1807-1884). Термин был введен в 1965 году по предложению профессора Гарри Хэммонда Хесса – американского геолога, внесшего большой вклад в изучение геологии океана и в разработку теории тектоники литосферных плит. Хесс объясняет происхождение гайотов погружением древних вулканических островов, вершины которых были срезаны абразией у поверхности океана (Hess, 1946). Однако еще раньше Чарльзом Дарвиным после исследования коралловых атоллов в Тихом океане была предложена гипотеза их образования, которая практически предопределила существование на морском дне гайотов (Darwin, 1842). И хотя Дарвин известен, прежде всего, как эволюционист, его геологическая гипотеза, предсказавшая образование гайотов, за 150 лет практически не была опровергнута.
Гайоты представляют собой вулканотектонические структуры, основание которых сложено толеитовыми и щелочными базальтами второго слоя океанической земной коры. Перекрыты они осадочными образованиями первого слоя, среди которых особенно развиты рифогенные известняки. Для гайотов Тихого океана характерно развитие таких полезных ископаемых, как железомарганцевые корки и фосфориты. Формирование гайотов в результате эволюции рельефа вулканических островов определяется их постепенным погружением.
В ходе погружения вулканического острова его берега, которые на начальном этапе представляют собой относительно ровные склоны щитового вулкана центрального типа, уходящие на глубину без всякого перегиба профиля, на уровне уреза начинают подвергаться процессам абразии. Непрерывный относительный подъем уровня моря сопровождается постоянной активизацией процесса абразии и формированием бенча с клифом. В ходе постепенного погружения вулканического основания на подводных склонах образуются абразионно-аккумулятивные террасы.
Рифообразующими являются организмы, способные извлекать карбонат кальция из морской воды и строить известковый скелет, а также способные создавать колонии, т.е. жить на скелетах отмерших особей. Мир рифостроителей очень богат. Помимо рифообразующих кораллов (Acropora, Porites, Favia и др.) в создании рифа принимают участие известковые водоросли (Lithothamniun, Lithophylum и др.), толстостенные моллюски (Tridacna и др.), фораминиферы, ежи и другие группы, имеющие известковый скелет.
Рис. 1. Схема образования атолла по теории Чарльза Дарвина
(по Зейболд, Бергер, 1984)
Для нормального развития рифостроителей и формирования коралловых рифов необходимы определенные условия: 1) высокая температура морской воды (не ниже 20°); 2) небольшие глубины (в среднем до 40-50 м); 3) нормальная соленость (около 35‰) и чистота морской воды (прозрачность, насыщенность кислородом); 4) скалистое дно. Поэтому образование атоллов происходит преимущественно в экваториально-тропическом поясе.
Сначала остров, представляющий собой щитовой вулкан, преобразуется процессами эрозии и абразии. С течением времени, в результате поселения и развития рифостроителей на мелководной площадке, окружающей вулканический остров, происходит формирование окаймляющего рифа, непосредственно примыкающего к суше. В ходе дальнейшего погружения размеры островов сокращаются, а сами они превращаются в разрушенную кальдеру или эродированное вулканическое ядро, окруженное лагуной и кольцом барьерного рифа. Продолжающееся погружение вулканического основания, с превращением его в подводную структуру, приводит к формированию атоллов, которые представляют собой коралловые острова, окружающие лагуну, в которой возможно развитие внутрилагунных рифов. Поскольку рифообразующие кораллы процветают лишь на очень ограниченной глубине в первые десятки метров, дальнейшее погружение атолла влечет за собой отмирание рифостроителей, сопровождающееся образованием рифогенных известняков и накоплением толщи вулканогенно-осадочных отложений, что приводит к формированию подводной горы с плоской вершиной – гайота.
Причины вертикальных движений земной коры во времена Дарвина были неизвестны, и только позднее теория тектоники литосферных плит позволила предложить ряд гипотез, объясняющих эндогенные факторы, определяющие процессы образования подводных вулканов и эволюции их рельефа при образовании гайотов.
Первый этап этого процесса заключается непосредственно в формировании на дне океана сводовых поднятий, линейных цепей подводных гор и подводных гор, образующих изометричные кластеры. Второй этап состоит в тектоническом погружении вулканической постройки, которое включает в себя две составляющие: погружение, связанное с возникшей в процессе извержения изостатической нагрузкой, и постепенное погружение кровли несущей литосферы.
Рис. 2. Схема образования подводных гор по теории "горячей точки".
Под воздействием подъемной силы плюмов океаническая кора изгибается симметрично относительно центра подъема, а на дне океана, в результате проявления вулканической активности, формируются крупные положительные структуры диаметром несколько сот километров (рис. 3, варианты 5, 6).
Рис. 3. Механизмы формирования сводовых поднятий (по работе (DeLaughter et al., 2005)).
Одновременно предложены механизмы образования вулканотектонических поднятий в ходе прогибания литосферной плиты и изостатической компенсации прогиба сверху за счет накопления осадков (рис. 3, варианты 1, 2, 3), а также в результате появления магматических очагов повышенной плотности (рис. 3, вариант 4). Рассмотренные варианты различаются механизмом релаксации литосферной плиты – ее прожиганием, растяжением, флексурообразным изгибом. Формирование вулканотектонического поднятия является медленным – м/млн. лет – механизмом поднятия океанической коры и расположенных на ней вулканических построек.
Геоморфологические исследования указывают на существование вторичных этапов вулканической активизации по мере эволюции постройки. Появляются кальдеры обрушения и взрыва, на вершине гайота и его склонах фиксируются вторичные вулканические конусы. Оценки времени жизни вулканической системы по активности на современных океанических островах (Канарский архипелаг, о-в Реюньон, Гавайи) свидетельствуют об активности вулканических систем этих островов в течение нескольких десятков млн. лет.
Кроме того, существуют теории, которые большее значение в образовании вулканотектонических поднятий, история геологического развития которых завершается образованием гайотов, отдают тектоническому фактору. В основе одной теории лежит, например, существование в структурно-тектоническом плане Земли и отдельных регионов регулярных структурных сетей – линейных форм рельефа и разрывных структур, формирующих планетарную линеаментную сеть (Анохин, 2006). В этом случае проявление вулканической деятельности связано с активизацией многочисленных линейных ослабленных зон и разрывных нарушений, в которых непосредственно магмоподводящими каналами служат узлы пересечения ортогональных систем разломов (Анохин, 2009). При пересечении линейной цепи трансформными или иными разломами наблюдаются соответствующие изменения формы вулканических построек – удлинение, искривление, двуглавые и трехглавые вершины на основном пьедестале и т.п. усложнение формы подводной горы
Рис. 4. Идеализированная модель развития Канарского архипелага (Мазарович, 2000)
Определяющим рельефообразующим фактором при формировании гайотов является постепенное погружение вулканических гор. Согласно физике описываемых явлений, процесс погружения может включать в себя две составляющие: погружение, связанное с возникшей в процессе извержения изостатической нагрузкой и постепенное погружение кровли несущей литосферы.
Погружение сформировавшегося вулкана и уменьшение относительной высоты горы под действием возникшей в ходе ее формирования изостатической нагрузки имеет эндогенные причины. Отметим две из них. Во-первых, это термическое остывание питающих вулканы магматических очагов, определяющее кристаллизацию и термическое уплотнение пород, слагающих как магматические очаги и магмовыводящие каналы, так и собственно вулканические сооружения. Во-вторых, это тектоническое прогибание несущей литосферы под действием возникшей избыточной нагрузки. Этот эффект в значительной степени определяется реологическими свойствами литосферы, ее изгибной жесткостью (Ушаков, Дубинин, 1996). Отмеченные факторы приводят к некоторому погружению вулкана. Однако решение вопроса изостазии в конкретной ситуации для каждой вулканической постройки зависит от ряда конкретных условий, таких как: механизм возникновения вулканической активности, скорость движения литосферной плиты на данном конкретном участке, возраст и палеоглубина океана во время образования вулкана и т.п.
В школе западных исследователей геодинамики подводного вулканизма распространен подход, определяющий состояние изостатического равновесия вулканической постройки по высоте горы и возрасту, а соответственно, мощности литосферы (Smith, 1988; Watts et al., 1985). Модель региональной изостатической компенсации основана на изгибе упругой литосферы и устанавливает отношение (ratio – R) между гравиметрической аномалией (gravity - G) и высотой (topography - T) – GTR – подводной горы (рис. 5).
Рис. 5. Схема прогиба литосферы под тяжестью подводной горы (Hillier, 2007)
В этом подходе заложено изначальное предположение, что формирование вулканической постройки, ее высота, ограничена только напряжениями в несущей плите. То есть поток магмы из мантийного источника не ограничен по дебету (0.04-0.15 км3/год) (Filmer et al., 1994). С увеличением мощности литосферы отношение гравитационной аномалии над вершиной подводной горы к ее высоте растет. И только когда гора под собственным весом изгибает плиту до критических величин, канал перекрывается и магматический поток прерывается. Насколько эта модель справедлива, остается не ясным, но, тем не менее, других объяснений механизма зависимости высоты горы от мощности (возраста) плиты пока не предлагается.
Расчет мощности литосферы (Те) проводится различными методами (например, см. работу Jordahl, 1999), однако порядок величин в расчетах достаточно близок: прогиб может достигать 4 км, на площади 100-200 км, а ширина компенсационного рва вокруг горы - 50 км.
Следствием этой зависимости является другая эмпирическая закономерность, связывающая высоту горы с возрастом литосферной плиты.
Впервые уравнение, определяющее предельную высоту подводной горы как функцию мощности несущей плиты, было предложено А.М. Городницким (1985), и для островов оно имело вид
где Hv – высота вулкана, Hl – мощность литосферы, ρl – плотность литосферы (3.3 г/см 3 ), ρb – плотность базальтовой магмы (2.9 г/см 3 ), ρw – плотность воды (1.0 г/см 3 ), h – глубина дна у подножия вулкана.
После подстановки численных значений уравнение принимает вид
Позднее это уравнение было модифицировано рядом других исследователей (Smith, 1988; Smith et al., 1988; Wessel, 2001). Ими был учтен фактор скорости раздвижения плит, стрессовых напряжений, денудации, литогенеза и уточнены коэффициенты в уравнении.
Величину максимальной высоты горы в зависимости от эффективной мощности литосферы можно определить по палеткам, представленным в работе (Wessel, 2001), устанавливающим связь высоты вулкана с возрастом литосферы, на которой он образуется (∆age), и удельным давлением столба вулканической постройки на плиту (МРа) (рис. 6).
Рис. 6. Связь максимальной высоты подводной горы с возрастом плиты, на которой она образуется (Wessel, 2001)
При рассмотрении этой зависимости принимается во внимание возраст литосферной плиты на момент формирования на ней вулкана, и вычисляется этот параметр - ∆age - как разность между возрастом несущей литосферы и возрастом горы.
Следует подчеркнуть, что рассмотренные варианты изменения относительной высоты вулканической горы связаны с процессами, происходящими независимо от горизонтального перемещения несущей литосферной плиты, и накладываются на генеральную закономерность изменения глубины океанического дна пропорционально его возрасту.
Провести количественную оценку вклада, который вносит в процесс погружения вулканической горы приращение глубины кровли несущей литосферы при увеличении ее возраста, можно благодаря существованию хорошо разработанной теоретической базы исследования геодинамики океанских литосферных плит.
В соответствии с кристаллизационной моделью новообразования океанской литосферы уровень ее поверхности по мере увеличения мощности, растущей с течением времени, должен последовательно понижаться (Сорохтин, 1974; Parker, Oldenburg, 1973).
Глубина океана связана с его возрастом генеральной зависимость
где h – глубина океана в км, t – возраст океанической плиты в млн. лет, а и b – коэффициенты уравнения (рис. 7).
Рис. 7. Обобщенная кривая изменения уровня поверхности океанической литосферы в связи с изменением ее возраста (Larson et al., 1995)
Черная линия - (Parsons, Sclater 1977), серая линия – (Stein, Stein 1992)
В работе (Wessel, 1997) коэффициенты a и b имеют значения соответственно 61.81 и 10.82.
Согласно оценкам А.М. Городницкого (1985), основанным на условии равенства гидростатических давлений под литосферными плитами в астеносфере, зависимость средней величины приращения глубины дна от его возраста имеет следующий вид
(Δh – в километрах, t – в млн. лет).
Именно горизонтальное перемещение несущей литосферной плиты в настоящее время признается основным механизмом изменения положения вулканических гор относительно уровня моря.
Таким образом, развитие крупных палеовулканов океанических горных массивов тропической зоны океанов включает следующие этапы: подводный вулкан – надводный вулкан – вулканический остров – подводная гора. При формировании гайотов, они завершают построенную эволюционную цепочку, представляя собой морфологический тип подводной горы с плоской вершиной.
В морская геология, а гайот (произносится / ɡ я ˈ j oʊ / ), также известный как стол, это изолированная подводная вулканическая гора (подводная гора) с плоской вершиной на глубине более 200 м (660 футов) от поверхности моря. Диаметр этих плоских вершин может превышать 10 км (6,2 мили). [1] Гайоты чаще всего встречаются в Тихий океан, но они были обнаружены во всех океанах, кроме Арктический океан.
Содержание
История
Формирование
Гайоты показывают свидетельства того, что когда-то были над поверхностью, с постепенным проседание через этапы от бахромы рифовый гора коралл атолли, наконец, затопленная гора с плоской вершиной. [1] Подводные горы создаются путем вытеснения лавы, поэтапно поднимаемой вверх из источников в мантии Земли, обычно горячие точки, к отверстиям на морском дне. Вулканизм со временем неизменно прекращается, и преобладают другие процессы. Когда подводный вулкан вырастает достаточно высоко, чтобы оказаться рядом с поверхностью океана или прорвать его, действие волн и / или рост коралловых рифов, как правило, создают здание с плоской вершиной. Однако вся океаническая кора и гайоты формируются из горячей магмы и / или горной породы, которая со временем остывает. По мере того как литосфера, по которой движется будущий гайот, медленно остывает, она становится более плотной и опускается ниже в мантию Земли в процессе изостазия. Кроме того, эрозионные эффекты волн и течений обнаруживаются в основном у поверхности: вершины гайотов обычно лежат ниже этой зоны повышенной эрозии.
Это тот же процесс, который приводит к более высокому рельефу морского дна на океанских хребтах, таких как Срединно-Атлантический хребет в Атлантическом океане и глубже океана в абиссальные равнины и океанические желоба, такой как Марианская впадина. Таким образом, остров или отмель, который со временем станет гайотом, медленно утихает за миллионы лет. В правильных климатических регионах рост кораллов иногда может идти в ногу с опусканием, что приводит к образованию коралловых атоллов, но в конечном итоге кораллы опускаются слишком глубоко, чтобы расти, и остров превращается в гайот. Чем больше времени проходит, тем глубже становятся гайоты. [4]
Подводные горы предоставляют данные о перемещениях тектонических плит, по которым они движутся, и о реология лежащих в основе литосфера. Тренд цепи подводных гор отслеживает направление движения литосферной плиты над более или менее фиксированным источником тепла в нижележащем слое. астеносфера, часть мантии Земли под литосферой. [5] Считается, что в бассейне Тихого океана насчитывается до 50 000 подводных гор. [6] В Гавайско-Императорская цепь подводных гор является прекрасным примером целой вулканической цепи, претерпевающей этот процесс, от активного вулканизма до роста коралловых рифов, образования атоллов, оседания островов и превращения в гайотов.
Характеристики
Крутизна большинства гайотов составляет около 20 градусов. Чтобы технически считаться гайотом или настольной установкой, они должны иметь высоту не менее 900 м (3000 футов). [7] В частности, один гайот, Настольная гора Великий Метеор в северо-восточной части Атлантического океана находится на высоте более 4000 м (13000 футов) при диаметре 110 км (68 миль). [8] Однако существует множество подводных креплений, длина которых может составлять от менее 90 м (300 футов) до примерно 900 м (3000 футов). [7] Очень большие океанические вулканические сооружения, сотни километров в поперечнике, называются океанические плато. [9] Гайоты намного больше по площади (в среднем 3313 км 2 (1279 квадратных миль)), чем типичные подводные горы (средняя площадь 790 км 2 (310 квадратных миль)). [10]
В мировом океане известно 283 гайота, из которых в северной части Тихого океана - 119, в южной части Тихого океана - 77, в южной части Атлантического океана - 43, Индийский океан 28, Североатлантическая восьмерка, Южный океан шесть, а Средиземное море два; в Северном Ледовитом океане ничего не известно, хотя один встречается вдоль Пролив Фрама от северо-востока Гренландия. [11] Гайоты также связаны с определенными формами жизни и разным количеством органическая материя. Местное увеличение хлорофилл а, повышенная углерод ставки включения и изменения в фитопланктон видовой состав связан с гайотами и другими подводные горы. [12]
Во время расширения океана образуются некоторые подводные образования. Как мы видели в другом посте об океанских хребтах, это подводные горные хребты. В этом случае мы поговорим о гайоты. Эти геологические образования получили объяснение благодаря теории океанического расширения.
Вы хотите знать, что такое гайоты и каков геологический процесс, в результате которого они образовались?
Определение гайотов
На морском дне сформировались многочисленные геологические образования. Мы должны помнить, что у этих образований свое геологическое время. Другими словами, пройдут не десятилетия или столетия, а миллионы лет. Когда ученые начали исследовать морское дно, они заметили довольно любопытные образования. Это про гайотов. Это подводные горы с плоской крышей. Это экзотическое образование появляется на всех днах океана.
Ученые пытались объяснить образование гайотов и его плоскую крышу. Они пришли к выводу, что на протяжении многих лет сила океанских течений сглаживала его. В глубине морей и океанов также наблюдается эрозия. Это не тот тип эрозии, который может быть на поверхности земли, в реках и озерах, но он действует с течением времени.
Гайоты имеют вулканическое происхождение и были замечены на глубинах до 4000 метров.
Гарри Хаммонд Хесс
Объяснение, раскрывающее образование этих подводных гор, было дано ученым Гарри Хаммондом Гессом. Этот ученый известен как один из отцы-основатели теории тектоники плит. Вся теория расширения дна океана принадлежит этому ученому. Он родился в мае 1906 года и сумел объяснить взаимосвязь между островными дугами, гравитационными аномалиями морского дна и серпентиновым перидотитом, а также предположение, что конвекция земной мантии была движущей силой этого процесса.
К XNUMX-м годам он получил множество записей о морском дне. Имея так много материала для изучения, он смог систематически выявить серию узнаваемых узоров, которые можно было бы уподобить полосам зебры. Это было магнитное расположение горных пород как функция магнитного поля Земли. По мере того как это магнитное поле меняется, он смог увидеть, как некоторые породы расположены в противоположных направлениях по сравнению с камнями другой полосы. Это навело его на мысль, что океан расширяется.
Благодаря этим достижениям Гесса теория тектоники плит могла быть позже построена в 1968 году.
Как он образуется?
Гесс дал объяснение формированию гайотов. Его существование связано с деятельностью вулканов, находящихся в океанической гряде. Когда вулкан какое-то время активен, оставляет материалы достаточно большими, чтобы образовать гайот.
Дно океана расширяется и покидает эти образования, поскольку вулкан продолжает оставаться активным и удаляется от оси хребта. Когда вулкан удаляется от хребта, вулканическая активность прекращается и он остывает. Тесто загустеет и тонет. Гайот тонет вместе с остальными материалами, но проходит через области, где действие волн и морских течений разрушает его вершину и оставляет платформу плоской. пИх можно найти на глубине до 4000 метров.
Гипотеза Гайота
Гипотеза образования гайотов могла быть проверена. Это связано с тем, что были найдены останки окаменелостей донных животных, обитающих в глубине. Были найдены Гайоты в афарском треугольнике, которые были под водой, в какой-то момент были затоплены.
Поскольку скорость наращивания коры на хребтах непостоянна, существуют важные различия. Есть гайоты разной длины и своей плоскости оси вращения. Углы гайотов разрастаются меньше, чем у остальных.
Вариации этих образований можно найти на одной и другой стороне хребта. Например, африканская плита вырастает на 1,3 см в год, а североамериканская - всего на 0,8 см. Это заставляет гайоты, которые образуются на разных пластинах, принимать разные структуры. Общее у них - это крыша, сплющенная под воздействием эрозии океана.
Гайот Янтарная
Янтарный гайот также известен под названием гайот Янтарь в английском переводе. Это один из самых больших участков морского дна. Он расположен в Тихом океане и принадлежит подводному хребту Сала-и-Гомес. Его примерное местонахождение примерно в 150 км к западу от Засосовской горы.
Мы также можем встретиться с подводной горой Анакена. Это выступ на рельефе морского дна Тихого океана, который выделяется в пределах горного хребта подводных лодок Анакена, недалеко от восточной части Тихоокеанского хребта, в районе, также называемом "Поле подводных гор Рано Рахи".
Так же, как в рельефе земной поверхности есть более известные горы, есть и в морской области. Благодаря этой информации вы сможете лучше узнать все, что связано с гайотами и их тренировками.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Читайте также: