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Punto caliente (geología)

Diagrama que muestra una sección transversal de la Tierra en el punto caliente de Hawái. El magma que se origina en el manto asciende hacia la astenosfera y la litosfera . Se crea una cadena de volcanes a medida que la litosfera se desplaza sobre la fuente de magma.

En geología , los puntos calientes (o hot spots ) son lugares volcánicos que se cree que están alimentados por un manto subyacente que es anómalamente caliente en comparación con el manto circundante. [1] Algunos ejemplos son los puntos calientes de Hawái , Islandia y Yellowstone . La posición de un punto caliente en la superficie de la Tierra es independiente de los límites de las placas tectónicas , por lo que los puntos calientes pueden crear una cadena de volcanes a medida que las placas se mueven por encima de ellos.

Existen dos hipótesis que intentan explicar su origen. Una sugiere que los puntos calientes se deben a columnas del manto que se elevan como diapiros térmicos desde el límite entre el núcleo y el manto. [2] La teoría alternativa de las placas sostiene que la fuente del manto debajo de un punto caliente no es anómalamente caliente, sino que la corteza que está encima es inusualmente débil o delgada, de modo que la extensión litosférica permite el ascenso pasivo del material fundido desde profundidades poco profundas. [3] [4]

Origen

Diagrama esquemático que muestra los procesos físicos que tienen lugar en el interior de la Tierra y que conducen a la generación de magma. La fusión parcial comienza por encima del punto de fusión.
Mapa que muestra la ubicación aproximada de muchos puntos calientes actuales y la relación con las placas tectónicas actuales y sus límites y vectores de movimiento

Los orígenes del concepto de puntos calientes se encuentran en el trabajo de J. Tuzo Wilson , quien postuló en 1963 que la formación de las islas hawaianas resultó del lento movimiento de una placa tectónica a través de una región caliente debajo de la superficie. [5] Más tarde se postuló que los puntos calientes son alimentados por corrientes de manto caliente que se elevan desde el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra en una estructura llamada penacho del manto . [6] Si existen o no tales penachos del manto ha sido objeto de una gran controversia en las ciencias de la Tierra, [4] [7] pero ahora existen imágenes sísmicas consistentes con la teoría en evolución. [8]

En cualquier lugar donde el vulcanismo no está vinculado a un margen de placa constructivo o destructivo, se ha utilizado el concepto de punto caliente para explicar su origen. Un artículo de revisión de Courtillot et al. [9] que enumera los posibles puntos calientes hace una distinción entre los puntos calientes primarios que provienen de las profundidades del manto y los puntos calientes secundarios derivados de las plumas del manto. Los puntos calientes primarios se originan en el límite núcleo/manto y crean grandes provincias volcánicas con trayectorias lineales (Isla de Pascua, Islandia, Hawái, Afar, Louisville, Reunión y Tristán confirmados; Galápagos, Kerguelen y Marquesas probablemente). Los puntos calientes secundarios se originan en el límite manto superior/inferior, y no forman grandes provincias volcánicas, sino cadenas de islas (Samoa, Tahití, Cook, Pitcairn, Carolina, MacDonald confirmados, con hasta 20 o más posibles). Otros puntos calientes potenciales son el resultado de la aparición de material del manto superficial en áreas de ruptura litosférica causada por la tensión y, por lo tanto, son un tipo muy diferente de vulcanismo.

Las estimaciones del número de puntos calientes que se postula que son alimentados por penachos del manto varían de aproximadamente 20 a varios miles, y la mayoría de los geólogos consideran que existen unas pocas decenas. [8] Hawái , Reunión , Yellowstone , Galápagos e Islandia son algunas de las regiones volcánicas más activas a las que se aplica la hipótesis. Los penachos fotografiados hasta la fecha varían ampliamente en ancho y otras características, y están inclinados, no siendo los penachos simples, relativamente estrechos y puramente térmicos que muchos esperaban. [8] Hasta ahora, solo uno (Yellowstone) ha sido modelado y fotografiado de manera consistente desde el manto profundo hasta la superficie. [8]

Composición

La mayoría de los volcanes de puntos calientes son basálticos (por ejemplo, Hawái , Tahití ). Como resultado, son menos explosivos que los volcanes de la zona de subducción , en los que el agua queda atrapada debajo de la placa superior. Cuando los puntos calientes se producen en regiones continentales , el magma basáltico sube a través de la corteza continental, que se derrite para formar riolitas . Estas riolitas pueden formar erupciones violentas. [10] [11] Por ejemplo, la caldera de Yellowstone se formó por algunas de las explosiones volcánicas más poderosas de la historia geológica. Sin embargo, cuando la riolita está completamente en erupción, puede ser seguida por erupciones de magma basáltico que sube a través de las mismas fisuras litosféricas (grietas en la litosfera). Un ejemplo de esta actividad es la cordillera Ilgachuz en Columbia Británica, que fue creada por una serie temprana y compleja de erupciones de traquita y riolita , y la extrusión tardía de una secuencia de flujos de lava basáltica. [12]

La hipótesis del punto caliente está ahora estrechamente vinculada a la hipótesis de la pluma del manto . [13] [8] Los estudios detallados de composición que ahora son posibles en basaltos de puntos calientes han permitido la vinculación de muestras en áreas más amplias a menudo implicadas en la hipótesis posterior, [14] y sus desarrollos en imágenes sísmicas. [8]

Contraste con los arcos insulares de la zona de subducción

Se considera que los volcanes de puntos calientes tienen un origen fundamentalmente diferente de los volcanes de arco insular . Estos últimos se forman sobre zonas de subducción , en los límites de las placas convergentes. Cuando una placa oceánica se encuentra con otra, la placa más densa se ve forzada a descender hacia una fosa oceánica profunda. Esta placa, a medida que se subduce, libera agua en la base de la placa superior, y esta agua se mezcla con la roca, modificando así su composición y haciendo que algunas rocas se derritan y se eleven. Esto es lo que alimenta una cadena de volcanes, como las islas Aleutianas , cerca de Alaska .

Cadenas volcánicas de puntos calientes

A lo largo de millones de años, la placa del Pacífico se ha movido sobre el punto caliente de Hawái , creando un rastro de montañas submarinas que se extiende a través del Pacífico.
El Kilauea es el volcán en escudo más activo del mundo. El volcán entró en erupción entre 1983 y 2018 y forma parte de la cadena de montes submarinos Hawaiian-Emperor .
Mauna Loa es un gran volcán en escudo. Su última erupción fue en 2022 y forma parte de la cadena de montes submarinos Hawaiian–Emperor .
El monte submarino Bowie es un volcán submarino inactivo y parte de la cadena de montes submarinos Kodiak-Bowie .
El monte submarino Axial es el monte submarino más joven de la cadena de montes submarinos Cobb-Eickelberg . Su última erupción se produjo en 2015.
Mauna Kea es el volcán más alto de la cadena de montes submarinos Hawái-Emperor . Alrededor de su cima se han formado numerosos conos de ceniza .
Hualalai es un volcán en escudo enorme en la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador . Su última erupción fue en 1801.

La hipótesis de la pluma del manto /punto caliente conjunto originalmente preveía que las estructuras de alimentación estarían fijas unas respecto de otras, con los continentes y el fondo marino a la deriva sobre ellas. La hipótesis predice, por tanto, que se desarrollan cadenas de volcanes progresivas en el tiempo en la superficie. Algunos ejemplos son Yellowstone , que se encuentra al final de una cadena de calderas extintas, que se vuelven progresivamente más antiguas hacia el oeste. Otro ejemplo es el archipiélago hawaiano, donde las islas se vuelven progresivamente más antiguas y se erosionan más profundamente hacia el noroeste.

Los geólogos han intentado utilizar cadenas volcánicas de puntos calientes para rastrear el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra. Este esfuerzo se ha visto frustrado por la falta de cadenas muy largas, por el hecho de que muchas no son progresivas en el tiempo (por ejemplo, las Galápagos ) y por el hecho de que los puntos calientes no parecen estar fijos entre sí (por ejemplo, Hawái e Islandia ). [15] El hecho de que las columnas del manto sean mucho más complejas de lo que se suponía originalmente y se muevan independientemente unas de otras y de las placas se utiliza ahora para explicar tales observaciones. [8]

En 2020, Wei et al. utilizaron tomografía sísmica para detectar la meseta oceánica, formada hace unos 100 millones de años por la hipotética cabeza de la columna del manto de la cadena de montes submarinos Hawaii-Emperor, ahora subducida a una profundidad de 800 km bajo Siberia oriental. [16]

Cadenas de volcanes postuladas como puntos calientes

Un ejemplo de la ubicación de las columnas del manto sugeridas por un grupo reciente. [9] Figura de Foulger (2010). [4]

Lista de regiones volcánicas consideradas puntos calientes

Distribución de los puntos calientes en la lista de la izquierda, con los números correspondientes a los que aparecen en la lista. El punto caliente de Afar (29) está mal ubicado.
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Placa euroasiática

Placa africana

Placa Antártica

Placa Sudamericana

Placa norteamericana

Placa australiana

Placa de Nazca

Placa del Pacífico

A lo largo de millones de años, la placa del Pacífico se ha movido sobre el punto caliente de Bowie , creando la cadena de montes submarinos Kodiak-Bowie en el Golfo de Alaska .
La autopista Hotspot en el Océano Pacífico Sur

Antiguos puntos calientes

Véase también


Referencias

  1. ^ "La fuente del calor de Yellowstone". USGS . 16 de abril de 2018 . Consultado el 14 de junio de 2021 .
  2. ^ ab WJ Morgan (5 de marzo de 1971). "Plumas de convección en el manto inferior". Nature . 230 (5288): 42–43. Bibcode :1971Natur.230...42M. doi :10.1038/230042a0. S2CID  4145715.
  3. ^ "¿Existen las plumas?" . Consultado el 25 de abril de 2010 .
  4. ^ abc Foulger, GR (2010). Placas versus columnas: una controversia geológica. Wiley-Blackwell . ISBN 978-1-4051-6148-0.
  5. ^ Wilson, J. Tuzo (1963). "Un posible origen de las islas hawaianas" (PDF) . Revista Canadiense de Física . 41 (6): 863–870. Código Bibliográfico :1963CaJPh..41..863W. doi :10.1139/p63-094.
  6. ^ "Puntos calientes: penachos térmicos del manto". United States Geological Survey . 5 de mayo de 1999. Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  7. ^ Wright, Laura (noviembre de 2000). «El interior de la Tierra: aumento de los puntos calientes». Geotimes . Instituto Geológico Americano . Consultado el 15 de junio de 2008 .
  8. ^ abcdefg Koppers, AA; Becker, TW; Jackson, MG; Konrad, K.; Müller, RD; Romanowicz, B.; Steinberger, B.; Whittaker, JM (2021). "Las plumas del manto y su papel en los procesos de la Tierra" (PDF) . Nature Reviews Earth & Environment . 2 (6): 382–401. Bibcode :2021NRvEE...2..382K. doi :10.1038/s43017-021-00168-6 . Consultado el 21 de noviembre de 2023 .
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Lectura adicional

Enlaces externos

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