L'attività vulcanica forma la superficie terrestre in modi drammatici, ma non tutti i vulcani si formano dove si incontrano le placche tettoniche. Alcune delle caratteristiche vulcaniche più iconiche e scientificamente significative nascono da anomalie termiche profonde note come macchie calde. Queste fonti persistenti di calore generano forme terrestri vulcaniche che vanno da vulcani scudi torri a sbavare altipiani di lava e caldere esplosive.

Il concetto di un punto caldo

Un punto caldo è una posizione sulla superficie della Terra che sperimenta l'attività vulcanica sostenuta in milioni di anni, spesso lontano dai confini della placca tettonica. La spiegazione prevalente, prima proposta dal geofisico canadese J. Tuzo Wilson nel 1963, invoca le susine del manto: colonne di roccia calda e buoyant che si erge da dentro il mantello, eventualmente dal nucleo-mantello catena di convergenza dei vulcani.

La prova per l'ipotesi del manto plume include la progressione dell'età delle isole vulcaniche in catene come Hawaii-Emperor, dove i vulcani diventano progressivamente più vecchi con la distanza dall'attuale posizione calda.

Il Meccanismo del Volcanismo Caldo Spot

Il vulcanismo a macchia calda inizia a fondo nell'interno della Terra, il processo coinvolge diverse fasi chiave, ognuna contribuendo alla diversità delle forme di terra vulcaniche osservate in superficie.

Mantle Plume Dynamics

Una piomba di manto deriva da instabilita' termica nel mantello inferiore causa una colonna stretta di roccia calda e meno densa che si alza. Mentre la piuma sale attraverso il mantello viscoso, subisce decompressione, riducendo la pressione sulla roccia.

Generazione di Magma e Eruzione

La composizione e la viscosità del magma dipendono dal grado di fusione parziale, dalla profondità di fusione e dalle interazioni con la crosta sovrapposizione. La maggior parte dei magmi caldi sono i basalti tholeitic o alkali, bassi in silice e altamente fluidi, che portano a effuscare le eruzioni di macchie che si sviluppano con delicatezza.

Esempi di punti caldi principali

Studiare sistemi di spot caldi ben noti rivela lo spettro delle forme terrestri vulcaniche e dei comportamenti eruttivi.

Catena di montaggio del mare Hawaii-Emperor

Il punto caldo hawaiano è forse l'esempio classico. Situato sotto la placca del Pacifico, ha prodotto una catena lunga 6.000 chilometri di vulcani che si estende dalla Kīlauea attiva e Mauna Loa sulla Grande Isola all'Imperatore Seamounts, che ora sono sommerse e e estinte.

I vulcani hawaiani sono prevalentemente vulcani scudi, costruiti da ripetuti flussi di lava di basalto fluido. Kīlauea, uno dei vulcani più attivi della Terra, è stato eruzione quasi continuamente dal 1983, aggiungendo nuove terre all'isola. Il punto caldo produce anche eruzioni esplosive occasionali, come l'eruzione 1790 di Kīlauea, che ha ucciso molti Hawaiians.

Giallo

Il punto caldo di Yellowstone si trova attualmente sotto il Plateau di Yellowstone nel Wyoming, USA. È responsabile di alcuni degli eventi vulcanici più esplosivi della storia della Terra. Negli ultimi 16 milioni di anni, la placca nordamericana si è spostata a sud-ovest sopra il punto caldo, lasciando un sentiero di caldera vulcanica e di lava rutilitica scorre lungo la pianura del fiume Snake.

Il volcanesimo di Yellowstone è fondamentalmente diverso dalle Hawaii per la crosta continentale. Come la penna fonde la crosta, produce magmi altamente evoluti, ricchi di silice che sono viscosi e ricchi di gas, portando a eruzioni esplosive. Oggi, il punto caldo di Yellowstone continua a manifestarsi come flusso di calore intenso, pericoli geyser e attività idrotermali, con deformazione di terra che indica movimento di magma attivo.

Islanda

L'Islanda si aggira sulla cresta medio-atlantica, dove le placche nordamericane ed eurasiatiche stanno divergendo. Il vulcanismo dell'isola è il prodotto di una macchia calda che interagisce con un centro di diffusione. Questo ambiente unico rende l'Islanda una delle regioni più vulcanicamente attive della Terra. Il punto caldo fornisce maguhtions supplementare alla rift, produce crosta più spessa e maggiore potenza vulcanica.

L'interazione tra il punto caldo e la cresta crea forme di terra diverse: altipiani di lava estesi, montagne da tavola formate da eruzioni subglaciali e numerosi vulcani di scudo. L'Islanda serve anche come laboratorio naturale per studiare dinamica del manto e formazione crosta.

Altri punti caldi notevoli

Oltre a questi tre, molti altri punti caldi contribuiscono alla diversità delle forme terrestri. Il punto caldo di Galápagos, situato sotto la Piattaforma di Nazca, ha creato le isole Galápagos con entrambi i vulcani dello scudo e vulcani più esplosivi come Sierra Negra. Il punto caldo della Riunione nell'Oceano Indiano ha prodotto il vulcano dello scudo Piton de la Fournaise, uno dei più attivi al mondo.

Spots caldi e diversità di forma di terra

La varietà delle forme terrestri generate da punti caldi è notevole, questa diversità deriva dalle differenze nello stile di eruzione, nella composizione magma, nella durata dell'attività e nell'impostazione geologica.

Volcanos scudo

I vulcani scudo sono montagne ampie e fluttuanti, costruite con l'accumulo di flussi di lava basaltica a bassa viscosità, che assomigliano allo scudo di un guerriero, con pendici tipicamente a pochi gradi vicino alla vetta.

Caratteristiche esplosive e calderas

Quando i magmi caldi si evolvono per diventare più silice-ricchi, eruzioni esplosive possono formare caldere: grandi depressioni a forma di ciotola lasciate dopo il crollo di un edificio vulcanico a seguito di una massiccia eruzione. Yellowstone è l'esempio preminente, ma le caldere si verificano anche in Islanda (ad esempio, Askja e Krafla) e nelle isole Canarie.

Plataggi lavati e basalti inondati

Alcuni punti caldi, soprattutto quando una testa di plume raggiunge la superficie, producono enormi volumi di lava in breve tempo, inondando il paesaggio e formando vasti altipiani di lava. Il Gruppo di Basalt del fiume Columbia nel Nord-Ovest del Pacifico è probabilmente legato alla prima attività del punto di Yellowstone, che copre oltre 210.000 chilometri quadrati.

Montagne marine e Guyots

Sotto la superficie dell'oceano, le macchie calde costruiscono montagne vulcaniche sommerse. Mentre la piastra oceanica si allontana dal punto caldo, il vulcano si estingue e lentamente eroside e sottoscendenti. L'azione dell'onda può appiattire la cima della montagna di mare, creando un guyot piatto piatto piatto piatto piatto piatto piatto piatto. L'Imperatore Seamounts nord delle Hawaii sono classici guyot, mostrando come i vulcani di punto caldo si evolvono da isole attive a montagne di montagne di milioni di montagna a sommerse.

Isole vulcaniche e atolli

Quando un punto caldo costruisce un vulcano sopra il livello del mare, diventa un'isola vulcanica. Nel tempo, la sottosidenza e l'erosione possono trasformare l'isola in un atollo: una barriera a forma di anello che circonda una laguna centrale. Le isole Hawaii sono attualmente nella fase dell'isola vulcanica, mentre le isole più vecchie come Midway Atoll hanno sottoso e sviluppato barriere coralline.

Il ruolo della tettonica in Hot Spot Landforms

Il rapporto tra punti caldi e movimento a piastre è fondamentale per la diversità delle forme terrestri. Come una piastra tettonica si muove su un punto caldo stazionario, una catena lineare di forme vulcaniche, ogni più giovane dell'ultima nella direzione del movimento a piastre. La progressione dell'età lungo la catena permette agli scienziati di calcolare velocità di piastra e direzioni sopra il tempo geologico.

Spessore e composizione influenzano anche lo stile di eruzione. Su una folta litosfera continentale, il punto caldo non può essere in grado di fondersi in modo efficiente, e magma può stallare e differenziare, producendo più esplosivo volcanismo silicico, come visto a Yellowstone. Su sottile litosfera oceanica, magma raggiunge la superficie più facilmente, generando scudi effustivi. Inoltre, se un punto caldo si trova sotto un centro di diffusione, come in Islanda potenziato, il riflesso è più facilmente.

Ricerca e monitoraggio delle macchie calde

Le tecniche moderne permettono agli scienziati di studiare l'attività di hot spot in dettaglio senza precedenti, migliorando la valutazione dei rischi e la nostra comprensione degli interni della Terra. Il monitoraggio sismico rileva i terremoti associati al movimento magma, fornendo un avvertimento precoce delle eruzioni.

Il monitoraggio della deformazione terrestre utilizzando il radar di apertura sintetica interferometrica GPS e satellitare (InSAR) rivela l'inflazione o la deflazione delle camere magma. Ad esempio, il sollevamento periodico alla caldera di Yellowstone indica l'accumulo di magma.

Oltre ai pericoli, la ricerca sui punti caldi informa modelli di convezione del manto, morfologia delle prugne e ciclo del carbonio terrestre profondo. Studiando tracce calde e province di basalto inondazione, gli scienziati possono ricostruire i movimenti della piastra passata e identificare i collegamenti tra grandi province ignee e estinzioni di massa, come l'estinzione di Permian-Triassic e i Trapposti siberiani.

Conclusioni

I punti caldi sono tra le caratteristiche geologiche più dinamiche e influenti della Terra, che generano vulcani lontani dai confini della placca, creando una serie impressionante di forme di terra, tra cui vulcani dello scudo, caldera, altipiani di lava, montagne marine e atolli. L'interazione tra le prugne di manto, movimento della piastra e composizione crosta produce una diversità di stili vulcanici e paesaggi senza pari da altre province vulcaniche.