22 Февраля 2011
Географическое положение Гавайских островов.
Гавайские острова (первоначальное название, присвоенное Джеймсом Куком в 1778 году в честь графа Cандвича - Сандвичевы острова, в старинных английских сочинениях можно встретить такое название как Оухихи) расположены в самом сердце Тихого океана.Гавайский архипелаг является частью Полинезии. Он насчитывает двадцать четыре острова и атолла, а также множество маленьких островков. Архипелаг вытянут с юго-востока на северо-запад.
Гавайский архипелаг:



Самая северная точка Гавайского архипелага - 28°41’; с.ш., 178°33’ в.д. – атолл Куре (другие названия – Канемилохаи, Океан-остров) является также самым северным атоллом в мире. Расположен атолл в ста пятидесяти километрах от Международной линии перемены дат. Кстати, атолл Куре был открыт русским мореплавателем Михаилом Станюковичем в 1820 году.


Площадь Гавайского архипелага 16946 квадратных километров, из них большая часть приходится на остров Гавайи (самый крупный остров, давший название архипелагу) – 11356 квадратных километров и острова Мауи, Оаху (на нем находится столица Гавайев Гонолулу), Кауаи, Молокаи и Ланаи.
Геология Гавайского архипелага.
Гавайские острова имеют вулканическое происхождение. Цепочка островов архипелага сформирована в результате движения на северо-запад со скоростью порядка 52 километров в миллион лет тихоокеанской литосферной плиты над горячей точкой земной коры. Поэтому острова в северо-западной части архипелага, как правило, старше и меньше по размеру, так как они дольше подвергаются эрозии.Фактически, Гавайские острова - это самые высокие вершины подводного Гавайского хребта длиной без малого 7000 км. Центральное звено архипелага образуют мелкие скалистые вершины и рифы (Нихоа, Неккер, Гарднер и др.), северо-западное звено - коралловые атоллы и рифы. Наибольшее сосредоточение островов имеет место в его южной трети, наиболее приподнятой.
Вулканы Гавайского архипелага.
В следующую фазу, если погружение вулканического острова компенсируется дальнейшим разрастанием коралловых рифовых построек, окаймляющий риф отделяется от остаточного острова лагуной и превращается в барьерный риф. После того как остаток вулканического острова наконец полностью исчезает под водой, на поверхности остаются лишь продолжающие разрастаться коралловые рифы, окружающие лагуну в виде кольцеобразного атолла. Например, острова, лежащие на северо-западном продолжении собственно Гавайской цепи, такие, как Мидуэй или Оушен, полностью сложены известковыми коралловыми рифами, "насаженными" на погруженные вулканические постройки. На
острове Френч-Фригит-Шол среди известковых рифов возвышается лишь крошечная вершина, сложенная вулканической породой. Некер и Нихоа представляют собой более значительные вулканические останцы.
На вершине Мауна-Лоа расположена обширная котловина обрушения - кальдера, называемая Мокуавеовео, периметр и глубина которой неоднократно изменялись, первый - вследствие обвалов, вторая - в результате погружения и заполнения лавой. Однако кальдера Мокуавеовео - лишь центральная часть трещинной системы, рассекающей щитовой вулкан вдоль его продольной оси. В 1859 г. произошло одно из самых обширных извержений лавы, уступающее лишь крупному извержению 1950 г. Оно длилось более 10 месяцев. Лавовый поток, стекающий в северо-западном направлении, пройдя свыше 50 км, достиг побережья и продолжал течь под поверхностью моря на расстояние, оставшееся неизвестным. В 1881 г. не менее значительный лавовый поток излившийся в северной части трещинной системы, прошел расстояние 46 км в северо-восточном направлении, угрожая городу Хило, но, к счастью, остановился на его окраине.
Уже упоминавшееся извержение 1950 г. сопровождалось истечением особенно большого объема лавы, возможно самого значительного из всех, отмеченных в историческую эпоху. Объем лавы, извергнутой из юго-западной части трещинной системы и разрушившей при движении в западном направлении к морю селение Хокена, был оценен в 450 млн. м3. Мауна-Лоа принадлежит к числу наиболее часто действующих вулканов Земли. Начиная с первого описанного землетрясения 1832 г. он проявлял активность в среднем через каждые 3,5 года, хотя и с перерывами разной продолжительности, причем длительность отдельных извержений была различной, от нескольких дней до года и более.
Мауна-Лоа, что в переводе с гавайского значит «длинная гора», самый большой по
объему вулкан Земли, если считать и его подводную часть. Объем его равен 80
тысячам кубических километров. Высота вулкана от морского дна Гавайской впадины до вершины составляет около 17 километров.
Последнее извержение Мауна-Лоа произошло в 1984 году, а последнее сильное извержение – в 1950 году. Ранее крупное извержение было зафиксировано в 1877 году. Если Мауна-Лоа - самый значительный из гавайских вулканов, то припаянный к его юго-восточному склону Килауэа - самый известный. Хотя высотой своей вершины (1138 м) и размерами последний существенно уступает Мауна-Лоа, он все же принадлежит к числу наиболее значительных щитовых вулканов. Его вершина также обладает обширной кальдерой, а на флангах располагаются две активные трещинные зоны, простирание которых почти параллельно аналогичным зонам Мауна-Лоа.
Однако примечательной особенностью Килауэа является возникновение время от времени в кратероподобном углублении внутри кальдеры, называемом Халемаумау, озера жидкой лавы. Это редкое явление, по-видимому, сыграло свою роль в выборе места расположения Гавайской вулканологической обсерватории, организованной в 1912 г. на краю кальдеры Килауэа, результаты наблюдений и исследований которой существенно обогатили вулканологию, так же как и основание Гавайского национального парка, охватывающего районы кратеров Килауэа и Мауна-Лоа. Извержения Мауна-Лоа, как и Килауэа, происходят частично в виде извержений центрального типа в кратере, а частично в виде трещинных извержений на флангах.
К более редким случаям относятся фреатические
извержения эксплозивного типа, имевшие место, например, в 1790 и 1924 гг. Существенную роль при этом играет проникновение подземных вод в зону горячей магмы. Извержению 1924 г. предшествовало исчезновение лавового озера в кратере Халемаумау и обрушение стенок последнего, вызвавшее мощные пылевые лавины. Пульсирующие выбросы облаков пара достигли максимума во время мощной эксплозии 18 мая, когда столб пара поднялся на высоту 6,5 км, захватив большие массы рыхлого материала, на значительной площади были разбросаны крупные глыбы лавы массой до 8 т. Выделение облаков пара продолжалось 16 суток ; поперечник кратера Халемаумау был расширен при этом от почти 600 м до более 1000 м.
Это извержение явилось поворотным пунктом в вулканической деятельности Килауэа. Если за предшествующие 125 лет вулкан действовал приблизительно в течении 73% этого времени, то после извержения активность его уменьшилась, до 3 %. Из-за состава магмы в горячей точке гавайские вулканы являются базальтовыми и большинство извержений на Гавайях относят к Гавайскому типу из-за большей текучести базальтовой магмы в сравнении с андезитовыми извержениями. Извержение гавайского типа - это, как правило, спокойное излияние жидкой базальтовой лавы, сопровождаемое слабыми взрывами. Открытию трещины обычно предшествует серия землетрясений. Малая вязкость лав, бедных кремнеземом, позволяет магматическим газам без труда проникать через них и вырываться наружу с образованием лавовых фонтанов высотой до нескольких десятков метров. При этом в воздух выбрасываются частицы расплавленной лавы, вытягивающиеся в длинные тонкие нити (волосы Пеле). Потоки базальтов при этом типе извержения движутся с огромной скоростью (до 50 км/час) и способны затопить большие пространства.
Нередко возникают длительно или кратковременно существующие лавовые озера.
Наглядным примером океанического внутриплитового вулканизма может служить характер извержений огромных гавайских щитовых вулканов Мауна-Лоа и Килауэа. Предвестниками извержений здесь служат, как правило, серии подземных толчков. Собственно извержения заключаются в относительно спокойном излиянии базальтовой лавы из кратеров или чаще всего из раскрывшихся трещин. Как и в процессах океанического рифтового вулканизма, лава здесь жидкая, подвижная, легко отдающая содержащиеся в ней газы. Однако эксплозивная деятельность, временами сопровождающая извержения этих вулканов, играет лишь подчиненную роль; это с очевидностью вытекает из того, что рыхлый вулканический материал слагает менее 5% острова Гавайи. Извержения, как правило, начинаются с того, что лава, изливающаяся из раскрывшихся трещин, вследствие внезапной разгрузки давления вспенивается и содержащиеся в ней газы расширяются настолько, что, захватывая разбрызганную лаву, образуют многочисленные лавовые фонтаны, которые могут, соединяясь, создавать настоящие "огненные завесы". За ними изливаются вниз по склону лавовые потоки больших или меньших размеров, и после их застывания мощные лавовые щиты увеличивают свой объем на некоторую
величину. Нередко извержения длятся в течение целых дней и даже месяцев, и, хотя лавовые потоки могут причинять материальный ущерб, угрожать селениям и сельскохозяйственным угодьям, а иногда и уничтожать их, жертвы среди людей случаются очень редко, так как они обращаются в бегство перед приближающимися потоками лавы.
На острове Гавайи с помощью сейсмического и геодезического контроля можно даже предвидеть приближение извержений, а в отдельных случаях и ликвидировать угрожающие ситуации, отводя лавовые потоки. Если раскаленные потоки достигают моря, то под воздействием образующегося водяного пара лава дробится путем взрывов до состояния мельчайшего пепла, или черного "песка",
покрывающего побережье далеко вокруг.
Частые извержения вулканов Гавайи в историческую эпоху привели к относительно быстрому накоплению продуктов вулканизма, поэтому в интервалы времени между следующими друг за другом излияниями лавовых потоков вряд ли могла образоваться почва. Почвообразование могло происходить лишь в периоды длительного затишья между извержениями или же после затухания вулканической деятельности.
Другие вулканы, в том числе наивысшая вершина в Полинезии и вообще в Тихом океане Мауна-Кеа, высота которой составляет четыре тысячи двести метров, потухшие.
Климат Гавайских островов
Северо-западные острова архипелага лежат в поясе субтропического климата, но, удаленные от холодного Калифорнийского течения, они имеют более высокие средние сезонные температуры; осадки циклонические, максимум зимой (на острове Мидуэй выпадает до 1070 мм в год).
Температура на Гавайских островах колеблется в пределах 29-32°C летом и 18-21°C зимой. Очень редко температура поднимается выше 32°C и опускается ниже 16°C. В среднем 24-26°C . В горах температура, как правило, ниже, а на Мауна-Кеа, Мауна-Лоа и Халеакала зимой нередко выпадает снег.
Ураганы
Цунами
Побережья Гавайских островов не редко подвергается цунами.Только за вторую половину 20 века разрушительные волны обрушивались на архипелаг 17 раз. Основной удар цунами, как правило, приходится на бухту, в которой расположен город Хило. Ниже рассмотрим почему.Цунами – это особый класс поверхностных гравитационных волн, распространяющихся в океане на огромные расстояния от места своего возникновения. Дословный перевод слова «цунами» с японского означает «большая волна в гавани». Опасность, таким образом, грозит не судам в открытом океане, а прибрежным районам суши, а также судам у причала. В открытом океане волны цунами по своей длине во много раз превосходят все другие морские волны. Их длина может достигать нескольких сот километров. С другой стороны, эти волны имеют маленькую амплитуду, высота гребня цунами не достигает 1 м, и эти волны нельзя обнаружить в открытом море с корабля.
Скорость волны уменьшается с уменьшением глубины моря. Для расчета скорости c0 таких волн существует формула:c0 = (gD)1/2 , где D – глубина моря.
Когда цунами достигает мелководья у островов или на шельфе, скорость волны резко уменьшается. При этом фронт волны искривляется и одновременно во много раз возрастает амплитуда волны – волна вырастает до 25-30 метров. Так как глубина различна, различные части волны распространяются с различными скоростями, вызывая искривление волн или рефракцию. Как и в случае световых волн, рефракция может поворачивать фронт волны.
Если волна встречает на своем пути
преграду, возникает ее искривление или дифракция. Эти явления и приводят к тому, что цунами огибают мысы и выступы берега и попадают в бухты, защищенные от других волн, так как энергия переносится поперечно по отношению к гребню волны. Конфигурация некоторых прибрежных районов океана такова, что там образуется так
называемая волновая ловушка, где энергия широкого фронта волны фокусируется на небольшом участке, или, отражаясь от берега, концентрируется на каком-нибудь определенном участке. Как раз пример такой ловушки - район Хило, остров Гавайи.
С приближением цунами уровень моря вдоль побережья может вначале несколько понизиться, при этом из воды выступают рифы, обнажается подводная часть пляжа, на которой остается много рыбы. Между отдельными сериями волн цунами могут быть промежутки длительностью от нескольких минут до часа и больше. Высота подъема воды и расстояние, на которое она отступает, значительно меняются вдоль побережья от места к месту в зависимости от глубины и от других факторов, и после отступления первой волны люди не должны думать, что опасность уже миновала.
Так, при цунами, обрушившемся на остров Гавайи в апреле 1946 г., наибольший ущерб причинила восьмая по счету волна.
Из района эпицентра землетрясения в районе острова Унимак (Алеутские острова) волны двигались со скоростью 749 км/час. Расстояние между гребнями волн достигало примерно 150 км. Известный американский океанолог, бывший свидетелем этого стихийного бедствия, Ф. Шепард отмечал постепенное нарастание высоты волн, обрушивавшихся на берег с интервалом в 20 минут. Отсчеты по мареографу последовательно составляли 4, 5, 2 и 6, 8 м выше уровня прилива. Изменения в высоте цунами из-за топографических характеристик береговой линии вызывают изменение характеристик наката цунами в разных точках береговой линии.
Пример такой большой разницы в особенностях наката цунами приводят некоторые ученые: на острове Кауаи, Гавайи на западном склоне залива наблюдалось постепенное повышение уровня воды, в то время как всего в одной миле к востоку волны неистово налетели на берег, принося разрушения.
Также следует отметить, что изменяются и характеристики отдельныхволн, когда они приходят на одно и то же побережье. Известны примеры из истории Гавайских островов, когда первые волны были такими плавными, что человек мог спокойно идти по грудь в воде навстречу приходящим волнам. Позднее волны стали такими сильными, что они разрушили много домов и выбросили обломки к лесу на расстояние 150 метров от берега.
Ущерб, нанесенный цунами 1946 года, был очень велик. Значительная часть города Хило на острове Гавайи была разрушена. Произошло обрушение части домов, часть других была смыта и перенесена
водой на расстояние более 30 м. Улицы и набережные были загромождены обломками, перегорожены баррикадами из исковерканных автомобилей и остовов небольших выброшенных на берег судов. Мосты, автомобильные и железные дороги были разрушены. На прибрежной равнине среди измятой, вырванной с корнями растительности были разбросаны многочисленные глыбы кораллов, трупы людей и животных. Катастрофа унесла 150 человеческих жизней.В настоящее время на Гавайях функционирует Тихоокеанский Центр предупреждения о цунами Национального управления США по океану и атмосфере. Посмотреть актуальную информацию центра об опасности цунами на Гавайях можно по ссылке
http://www.prh.noaa.gov/ptwc/?region=2.
Флора и фауна Гавайских островов
Горно-лесные ландшафты с вертикальной поясностью развиты на северных и северо-восточных склонах, на южных и юго-западных склонах преобладают сухие леса, саванны и даже аридные кустарники. В нижнем лесном поясе (до высоты 600-700 м), где увлажнение еще недостаточно велико, развиваются сезонно-влажные смешанные (листопадно-вечнозеленые) леса, в среднем поясе (до 1200 м) постоянно-влажные вечнозеленые леса. С 1200 м до верхней границы леса (3000 м) их сменяет тропическая горная гилеи. В гавайских лесах, сейчас сильно вырубленных, много деревьев с ценной древесиной. Особоезначение еще в XIX в. имело сандаловое дерево (Santalum album) с ароматической древесиной, в настоящее время почти уничтоженное.
На вершинных вулканических плато, лежащих в горном поясе умеренного климата на свежих невыветрелых лавах, первыми поселенцами бывают папоротники, за ними появляются кустарники, сложноцветные и ксерофитные злаки. Саванны не поднимаются по склонам выше 300-600 м. Ксерофитные травы хило (Heteropogon contortus) и пили (Cynadon dactylon) образуют в них плотный дернинный покров, препятствующий появлению древесной растительности, отчего деревья (Pandanus spp., erythri-na monosperma) растут разрозненными редкими группами.
На мелких островах растительность представлена редкими ксерофитными кустарниками и жесткими злаками, многие скалистые острова полностью оголены. Под саваннами, особенно под лесами, развиваются почвы латеритного ряда, сильно насыщенные окислами титана и железа в соответствия с химическим составом лав. Полное сведение лесов под плантации повлекло интенсивную эрозию, а многолетнее использование почв без при-вноса необходимых удобрений привело к их сильному истощению.
На островах очень богато представлена орнитофауна (67 родов). Более половины птиц ведет оседлый образ жизни и гнездится на островах (главным образом на мелких, которые, за исключением острова Мидуэй, объявлены птичьей резервацией). Многие лесные виды птиц имеют красивое оперение. Среди них выделяются эндемичное семейство гавайских цветочниц и эндемичный род медососов. Некоторые птицы прилетают на острова на зимовку из Северной Америки и северо-восточной Азии. Помимо птиц из собственно гавайской фауны, встречаются один вид летучей мыши, несколько видов ящериц (гекконы, сцинки), жуки. На Гавайские острова сознательно и случайно было завезено очень много растений из всех стран света, в том числе попали на них и сорняки, сильно распространившиеся и во многих районах вытеснившие местную флору; на острова попало и много животных, а также птиц и насекомых, часть которых также приносит огромный вред.
Невероятно расплодились кролики, кошки, свиньи и крысы.
Органический мир атоллов представлен рифолюбивыми растениями и животными не только суши, но и моря, причем в ряде случаев бывает трудно установить, где кончается биотоп океана и начинается биотоп суши. По внешнему краю атолла, на рифах и пляжах при отливах остается множество морских организмов, переносящих кратковременное пребывание в воздушной среде, морские водоросли, одноклеточные животные фораминиферы с известняковым скелетом, губки, морские ежи и морские звезды, остающиеся в глубоких лужах, некоторые голотурии, зарывающиеся в песок, крабы и креветки. За наружным гребнем атолла, на маломощных карбонатных почвах появляется сухопутная растительность, переносящая засоление почво-грунтов и большое содержание соли в воздухе заросли вечнозеленых ксерофитных кустарников, леса из кокосовых пальм, панданусов, банановые чащи и рощи хлебных деревьев. По-видимому, эта растительность в значительной мере антропогенного происхождения, в естественном состоянии флора островов ограничивается весьма немногими видами кустарниковых и древесных пород. На атоллах можно наблюдать действие великого закона природы, согласно которому живые существа, зародившись в океане, впоследствии переселились на сушу.
В кокосовых рощах и лесах обитает краб пальмовый вор, живущий в песчаных норах. Он взбирается на пальмы, мощными клещами продалбливает плотную скорлупу орехов и питается их мякотью. Краб пальмовый вор давно приспособился к сухопутному образу жизни, но еще уходит в море на период размножения. Другой, еще более яркий пример илистый прыгун рыба, обитающая в мутных водах среди мангровых зарослей, опоясывающих внутренние лагуны атоллов. С помощью крепких плавников она взбирается по стволам деревьев и до 10-20 минут проводит на воздухе, охотясь за насекомыми.
Мангровые леса непременное обрамление лагун. В илистом грунте дна вместе с манграми живут некоторые морские водоросли, а корни мангровых оплетают известняковые водоросли.






