El punto caliente de Arago (también conocido como punto caliente de Rurutu , punto caliente de Young Rurutu o punto caliente de Atiu ) es un punto caliente en el Océano Pacífico , actualmente ubicado debajo del monte submarino Arago cerca de la isla de Rurutu , Polinesia Francesa .
Arago es parte de una familia de puntos calientes en el Pacífico sur, que incluyen el punto caliente de la Sociedad y el punto caliente de Macdonald, entre otros. Se trata de estructuras debajo de la corteza terrestre que generan volcanes y que están formadas en parte por penachos del manto , aunque Arago en sí podría tener un origen más superficial. A medida que la placa del Pacífico se mueve sobre los puntos calientes, se forman nuevos volcanes y los antiguos son arrastrados; a veces, un volcán más antiguo es arrastrado sobre el punto caliente y luego se eleva, como sucedió con Rurutu.
El punto caliente de Arago es responsable de la formación del monte submarino Arago y de la elevación de Rurutu; sin embargo, las reconstrucciones de las posiciones pasadas de las placas tectónicas y la geoquímica sugieren que otras islas y montes submarinos fueron construidos por el punto caliente de Arago durante los últimos 120 millones de años. Estos incluyen potencialmente los montes submarinos Wake, la cadena Ratak de las Islas Marshall , numerosos montes submarinos al noroeste de las Islas Marshall, Tuvalu , las Islas Gilbert , así como parte de las Islas Australes y las Islas Cook .
Nombre
El punto caliente recibe su nombre del monte submarino Arago , a 130 kilómetros (81 mi) al sureste de Rurutu . El monte submarino recibe su nombre del barco de la Armada francesa Arago , que lo descubrió en 1993. [2] El barco en sí recibe su nombre del astrónomo François Arago . [3] Los polinesios sabían de la existencia del monte submarino poco profundo (27 metros (89 pies) bajo el nivel del mar) y lo llamaron Tinomana. [2] Antes de que se descubriera el vínculo con el monte submarino Arago, el punto caliente también se conocía como "punto caliente de Rurutu", [4] [5] un nombre que a veces todavía se usa, [6] que es un nombre que también se usa para una cadena volcánica más antigua que comienza en Raivavae [7] o en el Banco Presidente Thiers. [8] Otros nombres son "Joven Rurutu" [6] y "tendencia Atiu"; [5] [9] "Viejo Rurutu" se refiere al punto caliente Macdonald . [10]
El Océano Pacífico Sur es el sitio del Superswell del Pacífico Sur, un área donde el océano es anómalamente poco profundo (por alrededor de 700 metros (2,300 pies)) [11] [12] y que cubre un área de alrededor de 3,000 por 3,000 kilómetros (1,900 mi × 1,900 mi). [13] Debajo de este superwell, una gran columna del manto podría dar lugar a columnas secundarias que a su vez forman los puntos calientes de la superficie . [14] Los puntos calientes en la región son el punto caliente Macdonald , el punto caliente Marquesas , el punto caliente Pitcairn y el punto caliente Society ; [11] de los cuales el primero y el último parecen estar arraigados profundamente en el manto . [15] La naturaleza del vulcanismo en el área no se entiende completamente. [16]
El monte submarino Arago es parte de la cadena volcánica que forma las Islas Australes y las Islas Cook . La cadena de 2.200 kilómetros (1.400 millas) de largo consta de dos tendencias separadas que forman dos atolones y once islas; de estos sistemas, uno ( el monte submarino Macdonald ) es un volcán aún activo . [17] Las edades de estas islas siguen una progresión de edad aproximada típica de un volcán de punto caliente , pero la aparición de edades más jóvenes en Aitutaki y Rurutu y la química de estas rocas más jóvenes indicaron que debe haber más de un punto caliente involucrado. [2] Los modelos recientes prevén la presencia de una serie de pistas de puntos calientes separadas en lo que se ha denominado una " autopista de puntos calientes ", [1] nombrada por primera vez como tal en 2010, [18] alimentada por columnas separadas entre 1.000 y 1.200 kilómetros (620 a 750 millas). [19] Además, algunos puntos calientes como el de Hawaii muestran evidencia de movimiento, pero el de Arago parece ser estático. [20]
El Arago y otros puntos calientes probablemente no son columnas profundas del manto sino más bien estructuras más superficiales que también están influenciadas por la litosfera ; [21] en el caso del punto caliente Arago la ausencia de una meseta oceánica que podría haberse formado por la cabeza de la columna del manto apoya un origen tan superficial. [22] El manto superior podría ser la fuente del punto caliente Arago. [23] Los datos sobre la presencia de anomalías de velocidad sísmica y si son positivas (más altas) o negativas (más bajas) debajo de Arago son contradictorios. [24] Las imágenes sísmicas publicadas en 2009 indican solo una ligera anomalía de velocidad sísmica a menos de 100 kilómetros (62 mi), [25] sin indicación de una raíz profunda del manto. [26] Sin embargo, investigaciones más recientes han respaldado un origen de manto profundo para el punto caliente Arago. [27] En la actualidad, Arago y el punto caliente Macdonald son los dos puntos calientes activos de las Islas Australes, [28] pero un punto caliente que formó Rarotonga también puede seguir activo; otros puntos calientes en el área son Tubuai, Taukina y Ngatemato . [29] Arago es un punto caliente de larga duración que podría tener hasta 140 millones de años. [30]
Monte submarino Arago
El monte submarino Arago, que lleva su nombre, es un volcán compuesto con tres zonas de rift , similar al Rurutu. [2] El monte submarino se formó por tres volcanes, uno de los cuales se superponía a los otros dos; la datación de potasio-argón en Arago ha arrojado edades de 230.000 ± 4.000 antes del presente y una edad imprecisa de 0 años antes del presente. [21] Hay alguna evidencia de actividad de deslizamientos submarinos, una ocurrencia típica en los volcanes oceánicos, [28] con una cicatriz de deslizamiento en cada flanco norte, este y oeste. [31] Se considera que este monte submarino es la ubicación actual del punto caliente, dada su corta edad; [17] sin embargo, a diferencia de Macdonald, el monte submarino Arago no tiene erupciones históricas registradas. [32]
Es posible que otros puntos calientes distintos del de Arago hayan contribuido al crecimiento del monte submarino Arago; un punto caliente asociado con Raivavae y posiblemente con el Banco Presidente Thiers se ha asociado mediante análisis de isótopos con muestras de 8,2 millones de años de antigüedad tomadas del monte submarino Arago. [33] Otros volcanes de la región también muestran evidencia de que fueron construidos por más de un punto caliente; esto podría indicar que su formación está controlada por características litosféricas. [14]
Otras islas y montes submarinos
Provincias de puntos calientes en el Océano Pacífico; Arago pertenece a la provincia "Macdonald"
A medida que la placa del Pacífico se desplazó sobre el punto caliente, se formaron varios volcanes en el punto caliente donde las debilidades en la corteza permitieron la penetración del magma , y subsiguientemente fueron arrastrados, [21] [20] a una velocidad de aproximadamente 120 milímetros por año (4,7 pulgadas / año). [34] Las proporciones isotópicas de plomo en las rocas volcánicas vinculan los volcanes más jóvenes de Rurutu con el punto caliente de Arago, [21] la proporción en este caso se caracteriza por una alta composición isotópica de plomo radiogénico ("HIMU"). [35] Es posible que parte del material volcánico del punto caliente de Arago se haya reciclado en el manto y se haya mezclado con los magmas que estallaron en la cuenca nororiental de Lau ; [36] las rocas desprendidas de los montes submarinos creados por el punto caliente de Arago pueden haber sido subducidas en la fosa de Tonga , que está cerca de la ruta reconstruida del punto caliente de Arago, y luego estallaron en la cuenca de Lau. [37] También se han encontrado xenolitos HIMU en Tubuai, justo delante del monte submarino Arago. [38]
Rurutu ya existía antes de la interacción con el punto caliente de Arago, habiéndose formado por un episodio volcánico anterior; cuando se movió sobre el punto caliente de Arago ocurrió un episodio volcánico y se colocaron flujos de lava que están formados por basanita y hawaiita . Además, la isla y el arrecife de coral circundante fueron elevados, [39] y estos arrecifes de coral elevados (conocidos como makatea ) llamaron la atención de los primeros geólogos, quienes especulaban sobre qué podría haber levantado los arrecifes fuera del mar ya en 1840. [40] Otros atolones elevados se encuentran al noroeste de Rurutu y pueden haberse formado de la misma manera cuando pasaron sobre el punto caliente de Arago. [41]
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Los siguientes volcanes se atribuyen, al menos tentativamente, al punto caliente de Arago:
El episodio de Rurutu, de hace un millón de años ( 22°26′S 151°20′O / 22.433, -22.433; -151.333 [42] ). [33]
Los montes submarinos ZEP2-6 ( 22°24′S 151°10′O / 22.400, -151.167 [43] ), ZEP2-7 ( 22°19′S 151°31′O / 22.317 , -151.517 [43] ) y ZEP2-8 ( 22°42′S 151°20′O / 22.700, -151.333 [43] ) se encuentran cerca Las islas de Rurutu tienen morfologías similares a las de la isla y pueden haber sido formadas por el punto caliente de Arago. [44]
El monte submarino ZEP2-12 ( 22°28.8′S 153°6.7′O / 22.4800, -153.1117 [46] ) cercano a Rimatara tiene una antigüedad de 2,6 millones de años y puede estar vinculado a Arago. [47]
Las rocas de 19 millones de años de Mangaia ( 21°55′30″S 157°55′30″O / 21.92500, -21.92500; -157.92500 [48] ), [21] aunque el punto caliente Macdonald también se ha considerado responsable de estas rocas. [14]
Posiblemente Islas María ( 21°48′S 154°41′O / 21.800, -154.683 [49] ). [50] María puede estar cerca de la posición actual de otro punto caliente. [51]
Atiu ( 19°59′20″S 158°07′10″O / 19.98889, -158.11944 [55] ) y Mauke ( 20°09′20″S 157°20′30″O / 20.15556, -157.34167 [56] ) también con la química característica "HIMU", [57] pero más cuestionable debido a las diferencias en las proporciones de isótopos de neodimio [58] y porque no se pueden inspeccionar afloramientos basálticos en Mauke. [30]
Aitutaki ( 18°53′00″S 159°47′00″O / 18.88333, -159.78333 [59] ), específicamente la serie volcánica más antigua según la geocronología y las proporciones isotópicas. [60]
Atolón Rose ( 14°32′42″S 168°10′24″O / 14.5448748, -168.1732392 [62] ) al este de Samoa [63] hace 24,8 ± 1,0 millones de años. [64] [65]
Algunos montes submarinos en Samoa occidental ("montes submarinos samoanos" [66] ) como Bayonnaise, [67] East Niulakita y Kosciusko, [68] que se emplazaron junto con Tuvalu hace entre 63 y 42 millones de años. [69] Estos también se conocen como los "montes submarinos intrusos" [6] e incluyen Malulu y Papatua cerca del punto caliente de Samoa. [68] Otros montes submarinos sin datar en Samoa se han vinculado al punto caliente de Arago sobre la base de evidencia geoquímica. [70] Esta región se ha llamado la "autopista de los puntos calientes" y una serie de pistas de puntos calientes se cruzan allí, incluidas las de los puntos calientes de Arago, Rarotonga y Samoa . [71]
Es posible que parte de la trayectoria del punto caliente de Arago haya quedado subducida en la fosa de Tonga [72] o haya quedado enterrada bajo volcanes formados por el punto caliente de Samoa. [68]
Tuvalu ( 8°S 178°O / 8°S 178°O / -8; -178 [73] , hace 50–70 millones de años), precediendo una "curva" en la trayectoria del punto caliente similar a la curva en la cadena de montes submarinos Hawaiian-Emperor . [35] [37] [74] En el caso del punto caliente Arago, la "curva" ocurrió hace unos 50 millones de años cerca de los atolones Funafuti y Nukufetau , el último de los cuales tiene edades de erupción consistentes con la actividad del punto caliente Arago. [75] Las proporciones de isótopos de elementos traza [76] y la datación argón-argón de muestras tomadas de montes submarinos apoyan esta teoría. [77] [20]
Posiblemente las Islas Gilbert ( 1°N 173°E / 1°N 173°E / 1; 173 [78] , hace 64–70 millones de años), [35] también respaldadas por datos isotópicos. [79] Sin embargo, la reconstrucción de la placa podría requerir algún desplazamiento por el punto caliente de Arago en tal caso. [51]
Posiblemente Tokelau ( 9°00′S 171°45′O / 9.000°S 171.750°O / -9.000; -171.750 [80] ). [81] Sin embargo, Tokelau tiene similitud isotópica con el punto caliente de Macdonald , [79] y las reconstrucciones de placas ubican a Tokelau sobre el punto caliente de Macdonald. [37]
Posiblemente la mayor parte de la cadena Ratak de las Islas Marshall entre 74 y 100 millones de años atrás. [82] [83] Una teoría supone que algunos volcanes allí fueron construidos en varias etapas por el punto caliente Arago y otros puntos calientes en la región. [84] La reconstrucción de la placa puede requerir algún desplazamiento por el punto caliente Arago para encajar. [51]
Esto incluye los guyots de Wōdejebato ( 11°55′N 164°51′E / 11.917, -164.850 [84] ) y Limalok ( 5°42′N 172°12′E / 5.700, -172.200 [41] ) : se reconstruye que Wōdejebato pasó sobre el punto caliente de Arago hace 85 millones de años y una muestra de roca volcánica de este guyot está datada hace 84,4 millones de años, mientras que Limalok estaba en esa posición hace 75 millones de años. También pueden haber participado otros puntos calientes en el área de Arago; [85] [82] Los datos de isótopos de estroncio y plomo de Wōdejebato tienen afinidades con los del punto caliente de Arago. [86]
El guyot de Woden-Kopakut ( 14°00′N 167°27′E / 14.000, -167.450 [84] ) tiene una edad de entre 80,6 y 83,8 millones de años, similar a la edad de 82 millones de años que tenía cuando el guyot fue transportado sobre el punto caliente de Arago. [87]
Enewetak ( 11°33′N 162°10′E / 11.550, -162.167 [84] ) y Guyots de Lo-En ( 10°09′N 162°48′E / 10.150, -162.800 [84] ) también están en la trayectoria del punto caliente de Arago, pero no hay evidencia de vulcanismo durante el tiempo en que estaban sobre Arago (hace 90-85 millones de años), con la posible excepción de fragmentos de vidrio de la era Campaniana de Lo-En. [85] Las reconstrucciones de placas indican que Lo-En puede haber estado ubicado demasiado al sur de la trayectoria del punto caliente para ser formado por el punto caliente de Arago. [82]
Posiblemente la provincia submarina del Pacífico occidental hace más de 100 millones de años [35] sobre la base de similitudes geoquímicas, [20] incluida la isla Wake ( 19°17′24″N 166°36′50″E / 19.2898828, -166.6138514 [88] ). [74] y la etapa más antigua de Pako Guyot ( 15°30′N 155°0′E / 15.500, -155.000, -15.500, -155.000 ) [89] junto con el punto caliente de Rarotonga . [90]
Montes submarinos Marcus-Wake ( 20°N 158°E / 20°N 158°E / 20; 158 [91] ) hace entre 100 y 150 millones de años, incluidos Lamont Guyot ( 21°30′N 159°36′E / 21.5, 159.6 [92] , hace menos de 87 millones de años), Miami Guyot ( 21°42′N 161°54′E / 21.7, 161.9 [93] , 97 millones de años) y Wilde Guyot ( 21°12′N 163°24′E / 21.2,°N 163.4°E / 21.2; 163.4 [92] , 91 millones de años de antigüedad). Tanto las proporciones isotópicas de las rocas muestreadas en los guyots como las reconstrucciones de las posiciones de las placas anteriores respaldan que los montes submarinos Marcus-Wake fueron construidos por el punto caliente Arago, aunque no se muestrearon todos los guyots [94] [95] y existe un vínculo más fuerte con los montes submarinos Southern Wake. [96] Una investigación publicada en 2022 indica que el punto caliente Arago puede haber contribuido a su crecimiento de forma más indirecta. [97]
Vulcanismo en la Cuenca de las Marianas Orientales hace 117 millones de años. [98]
Los umbrales de dolerita de 126,1 ± 0,6 millones de años [99] que se perforaron en 1992 en el fondo marino de la Cuenca de las Marianas Orientales [100] ( 22°N 152°E / 22°N 152°E / 22; 152 [101] ) muestran una geoquímica similar a las volcanitas del punto caliente de Arago y las reconstrucciones de placas ubican los umbrales por encima del punto caliente de Arago en el momento de su formación. [102]
Los montes submarinos Himu ( 21°42′N 151°42′E / 21.700, -151.700 [103] ) y Golden Dragon ( 21°21′N 153°20′E / 21.350, -153.333 [103] ) muestran una composición similar a las rocas volcánicas del punto caliente Arago y están ubicados donde el punto caliente Arago habría estado hace unos 120 millones de años, cuando se formó el monte submarino Himu. [102]
El rastro de volcanes termina en la Fosa de las Marianas , aunque es posible que se haya acumulado material de montes submarinos más antiguos en el antearco de la Fosa . [104]
Las estructuras volcánicas más antiguas potencialmente formadas por el punto caliente de Arago tienen 120 millones de años. Si su atribución es correcta, el punto caliente de Arago puede ser el punto caliente activo más antiguo del océano Pacífico , por delante del punto caliente de Hawái y el punto caliente de Louisville . [66] Un punto de vista opuesto cree que Arago es un punto caliente de corta duración con pocos volcanes datados a lo largo de su trayectoria prevista. [98] Suponiendo que sea el primer caso, es posible ajustar muy bien los movimientos de la placa del Pacífico durante los últimos 80 millones de años a las trayectorias postuladas ampliamente separadas de este punto caliente, el punto caliente de Louisville y el punto caliente de Hawái . [105]
La isla de Tubuai se encuentra delante del punto caliente y en unos pocos millones de años la isla será transportada hasta allí. Al igual que en el caso de Rurutu, esta interacción provocará una elevación de Tubuai y posiblemente un nuevo vulcanismo. [39]
Rurutu
Rimatara
Mangaia
Islas María
Mitiaro
Takutea
Manual
Atiu
Mauke
Aitutaki
Atolón de Palmerston
Atolón rosa
Tuvalu
Islas Gilbert
Tokelau
Cadena Ratak
Montes submarinos de las Islas Marshall
Isla Wake
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