Havajsko-císařský podmořský řetězec tvoří Havajské ostrovy a Císařské podmořské hory: dohromady vytvářejí rozsáhlou podmořskou oblast ostrovních podmořských hor, atolů, mělčin, břehů a útesů. Řada se táhne od jihovýchodu k severozápadu pod severní částí Tichého oceánu; a mnoho z podmořských hor jsou guyoty – ploché vrcholy, které vznikly erozí, když byly tyto sopky nad hladinou, a později klesly pod mořskou hladinu.

Rozsah a stáří řetězce

Řetězec podmořských sopek, který čítá více než 80 identifikovaných podmořských sopek, se táhne v délce přes 5 800 kilometrů od Aleutského příkopu v dalekém severozápadním Pacifiku až po podmořskou horu Loʻihi, nejmladší sopku v řetězci, která leží asi 35 kilometrů jihovýchodně od ostrova Havaj. Loʻihi je stále pod hladinou a představuje budoucí fázi vývoje, která by mohla v geologicky krátké době vytvořit nový ostrov.

Nejstarší stáří Císařských podmořských hor je přibližně 81 milionů let (Detroitská podmořská hora). Nicméně Meiji Guyot, nacházející se severně od Detroit Seamount, může být podle některých dat o něco starší. Věková postupnost od severovýchodu (starší) k jihovýchodu (mladší) je jedním z hlavních důkazů pro vznik řetězce postupným přechodem Pacifické desky přes zdroj magmatismu.

Geologie a mechanismus vzniku

V roce 1963 geolog John Tuzo Wilson vysvětlil, že havajsko-císařský řetězec podmořských hor vznikl v důsledku horké sopečné činnosti (hotspotu) pod pohybující se pacifickou tektonickou desky. Podle této klasické představy se pevný bod intenzivního tavení v plášti (mantlový „plamen“) nacházel relativně stacionárně a deska se nad ním posouvala; výsledkem byla řada sopečných center, která postupně „vytvářela“ ostrovy a podmořské hory.

Proces probíhá obvykle ve fázích: erupční činnost vytváří štítové sopky s širokými strmými svahy; během tzv. shield fáze vznikají rozsáhlé proudy tholeiitických bazaltů. Po ukončení hlavní stavby sopky následují alkalické, efuzivně i explozivně charakteristické pozdní fáze. Po vulkanické aktivitě sopky postupně erodují a celá struktura klesá (subsidence) vlivem ochlazování a zatěžování litosféry – z ostrovů se tak tvoří atoly nebo se vrchol ponoří a vzniknou guyoty.

Ohyb řetězce a pohyb desky

„Ohyb“ nebo „V“ v řetězci, který je patrný mezi staršími Císařskými horami a mladšími havajskými ostrovy, označuje změnu směru pohybu Pacifické desky přibližně před 47 miliony let: dříve se deska posouvala převážně směrem na sever, po změně pak na severozápad. Tento zlomový bod je jedním z klíčových důkazů pro mapování změn v rychlosti a směru pohybu litosférických desek během geologické historie.

Současné poznatky a debata

Nejnovější výzkumy ukazují, že se samotná horká skvrna mohla časem také posunout. Některé důkazy pocházejí z analýzy orientace dávného magnetického pole zachovaného magnetitem ve starých lávových proudech odebraných na čtyřech podmořských horách. Paleomagnetická data naznačují změny paleozeměpisných šířek, které by se daly vysvětlit buď pohybem plumes samotného, nebo kombinací pohybu pláště a desky.

Vedle klasického modelu „stacionárního hotspotu + pohyb desky“ existují i alternativní a doplňující mechanismy, které vědci zkoumají:

  • možná drift plumes (postupný pohyb horkého bodu v plášti),
  • vliv subdukce a interakcí s blízkými konvekčními proudy v plášti, zejména v oblasti Aleutského příkopu,
  • změny v rychlosti a směru pohybu desky v čase, které mohly způsobit prudký „záhyb“ trasy.
Tyto možnosti nejsou vzájemně vylučující a současné modely často kombinují více faktorů.

Význam a dopady

Havajsko‑císařský řetězec je klíčovým případem pro studium plumes, interakce mezi pláštěm a litosférou a pro pochopení pohybů tektonických desek. Má také významné ekologické a biologické důsledky: ostrovy a atoly hostí unikátní ekosystémy a korálové útesy, které reagují na změny mořské hladiny, eroze a lidské aktivity.

Moderní monitorování (seismické, geochemické, paleomagnetické a satelitní geodetické měření) sleduje Loʻihi a další aktivity řetězce, aby vědci lépe porozuměli probíhajícím procesům a předpověděli budoucí změny v oblasti. Mapy USGS a další geologické studie vizuálně ukazují průběh řetězce a „hrot kopí“, který znázorňuje směr pohybu desky a vznik ostrovů.

Shrnutí

Havajsko‑císařský podmořský řetězec ilustruje dlouhodobé působení hlubinných geodynamických procesů: vznik v důsledku horkého bodu, postupné stárnutí a potápění sopečných center, a složitý vývoj směru pohybu pacifické desky doplněný možným pohybem samotného plumes. Studium tohoto systému dává důležité poznatky o fungování Země a o tom, jak se mění její povrch v průběhu desítek až stovek milionů let.