En contextos geológicos, los puntos calientes (también conocidos como puntos calientes) representan regiones volcánicas que se cree que se originan en un manto subyacente que exhibe una temperatura inusualmente elevada en relación con el manto adyacente. Los casos notables incluyen los puntos críticos de Hawái, Islandia y Yellowstone. La ubicación geográfica de un punto caliente en la superficie de la Tierra opera independientemente de los límites de las placas tectónicas, lo que puede conducir a la formación de cadenas volcánicas cuando las placas suprayacentes atraviesan estos puntos fijos.
Dos hipótesis principales intentan dilucidar la génesis de estos fenómenos. El primero postula que los puntos calientes son el resultado de plumas del manto que ascienden como diapiros térmicos desde el límite entre el núcleo y el manto. Por el contrario, la teoría de las placas alternativa propone que la fuente del manto subyacente a un punto caliente no es inherentemente anormalmente caliente; en cambio, la corteza suprayacente está excepcionalmente atenuada o frágil, lo que facilita la extensión litosférica y el ascenso pasivo del derretimiento desde profundidades menores.
Orígenes
La base conceptual de los puntos calientes se remonta a la propuesta de J. Tuzo Wilson de 1963, que sugería que las islas hawaianas se formaron debido a la migración gradual de una placa tectónica sobre una región cálida subterránea. Posteriormente, se planteó la hipótesis de que los puntos calientes se sustentan en corrientes ascendentes de manto caliente que se originan en el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra, formando una estructura conocida como pluma del manto. La existencia de estas plumas del manto ha sido un importante punto de controversia dentro de las ciencias de la Tierra; sin embargo, los datos de imágenes sísmicas ahora proporcionan evidencia consistente con este marco teórico en evolución.
El concepto de punto caliente se ha empleado para explicar el vulcanismo que ocurre independientemente de los márgenes de las placas constructivas o destructivas. Una revisión exhaustiva de Courtillot et al. clasifica los puntos críticos potenciales, diferenciando entre puntos críticos primarios, que emanan del manto profundo, y puntos críticos secundarios, que están asociados con plumas del manto. Los puntos críticos primarios se originan en el límite núcleo/manto, generando extensas provincias volcánicas caracterizadas por trayectorias lineales (por ejemplo, se confirman Isla de Pascua, Islandia, Hawaii, Afar, Louisville, Reunión y Tristán; Galápagos, Kerguelen y Marquesas se consideran probables). Los puntos críticos secundarios, por el contrario, surgen en el límite del manto superior/inferior y típicamente forman cadenas de islas en lugar de grandes provincias volcánicas (por ejemplo, se confirman Samoa, Tahití, Cook, Pitcairn, Caroline, MacDonald, con aproximadamente 20 posibilidades adicionales). Además, otros supuestos puntos críticos pueden surgir a partir de material del manto poco profundo que emerge a la superficie en zonas de extensión litosférica, lo que representa un mecanismo volcánico distinto.
Las estimaciones sobre la prevalencia de puntos críticos que se supone están sostenidos por plumas del manto varían considerablemente, desde aproximadamente 20 a varios miles, aunque la mayoría de los geólogos generalmente aceptan la existencia de unas pocas docenas. Hawaii, Reunión, Yellowstone, Galápagos e Islandia representan algunas de las regiones volcánicamente más activas donde se aplica esta hipótesis. Las imágenes contemporáneas de estas columnas revelan una variabilidad significativa en su ancho y otros atributos; a menudo están inclinados, lo que se aparta de los modelos de columnas simplistas, relativamente estrechas y puramente térmicas previstos anteriormente. Hasta la fecha, sólo se ha modelado y fotografiado consistentemente la columna de Yellowstone desde el manto profundo hasta la superficie de la Tierra.
Composición
La mayoría de los volcanes de los puntos calientes son de naturaleza basáltica (por ejemplo, Hawaii, Tahití). En consecuencia, su actividad eruptiva suele ser menos explosiva en comparación con la de los volcanes de la zona de subducción, donde el agua queda atrapada debajo de la placa superior. En los entornos de puntos calientes continentales, el magma basáltico ascendente interactúa con la corteza continental y la derrite, generando riolitas. Estos magmas riolíticos son capaces de producir erupciones muy violentas; por ejemplo, la Caldera de Yellowstone fue el resultado de algunas de las explosiones volcánicas más potentes registradas en la historia geológica. Sin embargo, tras la erupción completa de la riolita, la actividad posterior puede implicar el ascenso de magma basáltico a través de fisuras litosféricas idénticas. La Cordillera de Ilgachuz en Columbia Británica ejemplifica este proceso, habiéndose formado a través de una compleja secuencia inicial de erupciones de traquita y riolita, seguidas por la posterior extrusión de flujos de lava basáltica.
La hipótesis del punto caliente está actualmente íntimamente asociada con la hipótesis de la pluma del manto. Los análisis de composición avanzados de basaltos de puntos críticos ahora facilitan la correlación de muestras en áreas geográficas más amplias, a menudo implicadas en la última hipótesis, junto con avances en las técnicas de imágenes sísmicas.
Contraste con los arcos insulares de la zona de subducción
Se teoriza que los volcanes de puntos calientes se originan a partir de un proceso geológico fundamentalmente distinto en comparación con los volcanes de arco de islas. Los arcos de islas se desarrollan por encima de las zonas de subducción, específicamente en los límites de las placas convergentes. Cuando dos placas oceánicas chocan, la placa más densa sufre subducción y desciende a una profunda fosa oceánica. A medida que esta placa se subduce, libera agua en la base de la placa superior. Esta agua interactúa con la roca circundante, alterando su composición e induciendo un derretimiento parcial, que posteriormente asciende. Este proceso magmático sostiene cadenas volcánicas, ejemplificadas por las Islas Aleutianas ubicadas cerca de Alaska.
Cadenas volcánicas de puntos calientes
La formulación inicial de la hipótesis de la pluma del manto/punto caliente postulaba que las estructuras de alimentación subyacentes permanecían estacionarias entre sí, mientras que las masas continentales y el fondo marino se movían por encima de ellas. En consecuencia, esta hipótesis predice la formación de cadenas volcánicas progresivas en el tiempo en la superficie de la Tierra. Ejemplos notables incluyen la ruta del hotspot de Yellowstone, caracterizada por una serie de calderas extintas que exhiben una edad cada vez mayor hacia el oeste. De manera similar, el archipiélago hawaiano demuestra esta progresión, con islas cada vez más viejas y erosionadas hacia el noroeste.
Los geólogos han intentado utilizar cadenas volcánicas de puntos calientes como indicadores para rastrear el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra. Sin embargo, este esfuerzo ha encontrado desafíos debido a la escasez de cadenas excepcionalmente largas, la observación de que muchas no exhiben una secuencia progresiva en el tiempo clara (por ejemplo, las Galápagos) y la aparente falta de posiciones fijas entre los puntos críticos entre sí (por ejemplo, Hawaii e Islandia). Las explicaciones actuales de estas discrepancias sugieren que las plumas del manto son considerablemente más complejas de lo que se suponía inicialmente y exhiben un movimiento independiente entre sí y con las placas suprayacentes.
En 2020, Wei et al. Emplearon tomografía sísmica para identificar una meseta oceánica, que se cree que se formó hace aproximadamente 100 millones de años por la supuesta cabeza de la pluma del manto asociada con la cadena de montes submarinos Hawaii-Emperor. Esta meseta se encuentra actualmente sumergida a una profundidad de 800 kilómetros bajo el este de Siberia.
Cadenas volcánicas de puntos calientes postuladas
- Cadena de montes submarinos hawaiano-emperador (punto de acceso de Hawái)
- Louisville Ridge (punto de acceso de Louisville)
- Walvis Ridge (punto de acceso de Gough y Tristan)
- Cadena de montes submarinos Kodiak-Bowie (punto de acceso de Bowie)
- Cadena de montes submarinos Cobb-Eickelberg (punto de acceso de Cobb)
- Montes submarinos de Nueva Inglaterra (punto de acceso de Nueva Inglaterra)
- Cinturón volcánico de Anahim (punto de acceso de Anahim)
- Enjambre de diques Mackenzie (punto de acceso Mackenzie)
- Pista del Great Meteor Hotspot (punto de acceso de Nueva Inglaterra)
- Cadena de montes submarinos de Santa Elena-Línea volcánica de Camerún (punto caliente de Santa Elena)
- Meseta de las Mascareñas del Sur – Cordillera de Chagos-Maldivas-Laquedivas (punto de acceso de Reunión)
- Noventa East Ridge (punto de acceso de Kerguelen)
- Cadena de islas Tuamotu–Line (punto de acceso a Semana Santa)
- Cadena Austral–Gilbert–Marshall (punto de acceso Macdonald)
- Cristal Juan Fernández (Hotspot Juan Fernández)
- Cadena de montes submarinos de Tasmántida (punto de acceso de Tasmántida)
- Islas Canarias (Canary Hotspot)
- Cabo Verde (punto de acceso de Cabo Verde)
Lista de regiones volcánicas postuladas como puntos críticos
En la siguiente lista de puntos de acceso, "az" indica el azimut de la trayectoria del punto de acceso, mientras que "w" representa el "peso" o precisión estimada de este acimut, donde 1 indica la precisión más alta y 0,2 la más baja.
Placa Euroasiática
- Eifel Hotspot (8)
- 50°12′N 6°42′E, w= 1 az= 082° ±8° rate= 12 ±2 mm/año
- Islandia Hotspot (14)
- 64°24′N 17°18′W
- Placa Euroasiática, w= 0,8 az= 075° Tasa de ±10°= 5 ±3 mm/año
- Placa de América del Norte, w= 0,8 az= 287° ±10° tasa= 15 ±5 mm/año
- Potencialmente asociado con el evento de rifting continental del Atlántico norte hace aproximadamente 62 millones de años, ubicado en Groenlandia.
- 64°24′N 17°18′W
- Azores Hotspot (1)
- 37°54′N 26°00′W
- Placa Euroasiática, w= 0,5 az= 110° ±12°
- Placa de América del Norte, w= 0,3 az= 280° ±15°
- 37°54′N 26°00′W
- Jan Mayen Hotspot (15)
- 71°00′N 9°00′W
- Hainan Hotspot (46)
- 20°00′N 110°00′E, az= 000° ±15°
Plato Africano
- Monte Etna (47)
- 37°45′N 15°00′E
- Hoggar Hotspot (13)
- 23°18′N 5°36′E, w= 0,3 az= 046° ±12°
- Tibesti Hotspot (40)
- 20°48′N 17°30′E, w= 0,2 az= 030° ±15°
- Jebel Marra/Darfur Hotspot (6)
- 13°00′N 24°12′E, w= 0,5 az= 045° ±8°
- El hotspot de Afar (29) está ubicado en
- 7°00′N 39°30′E, con un peso (w) de 0,2, un azimut (az) de 030° ±15° y una tasa de 16 ±8 mm/año.
- Este punto de acceso está potencialmente asociado con la triple unión de Afar, que data de aproximadamente 30 millones de años (Ma).
- El hotspot de Camerún (17) está situado en
- 2°00′N 5°06′E, exhibiendo un peso (w) de 0,3, un acimut (az) de 032° ±3° y una tasa de 15 ±5 mm/año.
- El hotspot de Madeira (48) está situado en
- 32°36′N 17°18′W, con un peso (w) de 0,3, un acimut (az) de 055° ±15° y una tasa de 8 ±3 mm/año.
- El hotspot de Canarias (18) está situado en
- 28°12′N 18°00′W, caracterizado por un peso (w) de 1, un acimut (az) de 094° ±8° y una tasa de 20 ±4 mm/año.
- El hotspot de Nueva Inglaterra/Gran Meteoro (28) se encuentra en
- 29°24′N 29°12′W, con un peso (w) de 0,8 y un acimut (az) de 040° ±10°.
- El hotspot de Cabo Verde (19) está situado en
- 16°00′N 24°00′W, mostrando un peso (w) de 0,2 y un acimut (az) de 060° ±30°.
- El punto de acceso de Sierra Leona.
- El hotspot de Santa Elena (34) está ubicado en
- 16°30′S 9°30′W, con un peso (w) de 1, un azimut (az) de 078° ±5° y una tasa de 20 ±3 mm/año.
- El hotspot de Gough (49) está ubicado en
- 40°18′S 10°00′W, caracterizado por un peso (w) de 0,8, un acimut (az) de 079° ±5° y una tasa de 18 ±3 mm/año.
- El punto de acceso de Tristán (42) está situado en
- 37°12′S 12°18′W.
- El punto de acceso de Vema (Vema Seamount, 43) está ubicado en
- 32°06′S 6°18′W.
- Este punto de acceso está potencialmente vinculado a las trampas de Paraná y Etendeka, que se formaron hace aproximadamente 132 millones de años (Ma), a través de Walvis Ridge.
- El hotspot Discovery (50), también conocido como Discovery Seamounts, se encuentra en
- 43°00′S 2°42′W, con un peso (w) de 1 y un azimut. (az) de 068° ±3°.
- El punto de acceso Bouvet (51) está ubicado en
- 54°24′S 3°24′E.
- El punto de acceso Shona/Meteor (27) está situado en
- 51°24′S 1°00′W, con un peso (w) de 0,3 y un acimut (az) de 074° ±6°.
- El hotspot de Reunión (33) está situado en
- 21°12′S 55°42′E, exhibiendo un peso (w) de 0,8, un azimut (az) de 047° ±10°, y una tasa de 40 ±10 mm/año.
- Este punto de acceso está potencialmente vinculado a las trampas del Deccan, y sus principales eventos magmáticos ocurrieron hace entre 68,5 y 66 millones de años (Ma).
- El hotspot de Comoras (21) está ubicado en
- 11°30′S 43°18′E, presenta un peso (w) de 0,5, un acimut (az) de 118° ±10° y una tasa de 35 ±10 mm/año.
Placa Antártica
- El hotspot de Marion (25) se encuentra en
- 46°54′S 37°36′E, con un peso (w) de 0,5 y un acimut (az) de 080° ±12°.
- El hotspot de Crozet (52) está situado en
- 46°06′S 50°12′E, mostrando un peso (w) de 0,8, un acimut (az) de 109° ±10° y una tasa de 25 ±13 mm/año.
- Este punto de acceso está potencialmente asociado con la provincia geológica de Karoo-Ferrar, que se formó hace 183 millones de años (Ma).
- El hotspot de Kerguelen (20) está situado en
- 49°36′S 69°00′E, con un peso (w) de 0,2, un acimut (az) de 050° ±30° y una tasa de 3 ±1 mm/año.
- Este punto de acceso está asociado con la meseta de Kerguelen, que se originó hace 130 millones de años (Ma). El
- Punto de acceso Heard (53) es posiblemente un componente del punto de acceso Kerguelen.
- Sus coordenadas son 53°06′S 73°30′E, con un peso (w) de 0,2 y un acimut (az) de 030° ±20°.
- La Île Saint-Paul y la Île Amsterdam pueden ser componentes del sendero del punto de acceso de Kerguelen, aunque es probable que la Île Saint-Paul no sea un punto de acceso distinto en sí mismo.
- El hotspot de Balleny (2) está situado en
- 67°36′S 164°48′E, con un peso (w) de 0,2 y un acimut (az) de 325° ±7°.
- El punto de acceso de Erebus (54) está situado en
- 77°30′S 167°12′E.
Placa Sudamericana
- El hotspot Trindade/Martin Vaz (41) se encuentra en
- 20°30′S 28°48′W, con un peso (w) de 1 y un azimut (az) de 264° ±5°.
- El hotspot de Fernando (9) está ubicado en
- 3°48′S 32°24′W, caracterizado por un peso (w) de 1 y un acimut (az) de 266° ±7°.
- Este punto de acceso está potencialmente asociado con la Provincia Magmática del Atlántico Central, que se formó hace aproximadamente 200 millones de años (Ma).
- El punto de acceso de Ascensión (55) está situado en
- 7°54′S 14°18′W.
Placa de América del Norte
- El hotspot de Bermudas (56) está ubicado en
- 32°36′N 64°18′W, con un peso (w) de 0,3 y un acimut (az) de 260° ±15°.
- El hotspot de Yellowstone (44) se encuentra en
- 44°30′N 110°24′W, exhibiendo un peso (w) de 0,8, un acimut (az) de 235° ±5° y una tasa de 26 ±5 mm/año.
- Este punto de acceso está potencialmente asociado con el grupo de basalto del río Columbia, que se formó hace entre 17 y 14 millones de años (Ma).
- El hotspot de Ratón (32) está situado en
- 36°48′N 104°06′W, con un peso (w) de 1, un acimut (az) de 240° ±4° y una tasa de 30 ±20 mm/año.
- El punto de acceso de Anahim (45) está ubicado en
- 52°54′N 123°44′W (Cono de Nazko).
Placa Australiana
- El hotspot de Lord Howe (22) se encuentra en
- 34°42′S 159°48′E, con un peso (w) de 0,8 y un azimut (az) de 351° ±10°.
- El hotspot de Tasmántida (39) está situado en
- 40°24′S 155°30′E, mostrando un peso (w) de 0,8, un azimut (az) de 007° ±5°, y una tasa de 63 ±5 mm/año.
- El hotspot de Australia Oriental (30) está ubicado en
- 40°48′S 146°00′E, con un peso (w) de 0,3, un acimut (az) de 000° ±15° y una tasa de 65 ±3 mm/año.
Placa de Nazca
- El hotspot Juan Fernández (16) se encuentra ubicado en
- 33°54′S 81°48′W, exhibiendo un peso (w) de 1, un acimut (az) de 084° ±3° y una tasa de 80 ±20 mm/año.
- El hotspot de San Félix (36) está situado en
- 26°24′S 80°06′W, con un peso (w) de 0,3 y un acimut (az) de 083° ±8°.
- El hotspot de Pascua (7) se encuentra en
- 26°24′S 106°30′W, caracterizado por un peso (w) de 1, un acimut (az) de 087° ±3° y una tasa de 95 ±5 mm/año.
- El hotspot de Galápagos (10) está ubicado en
- 0°24′S 91°36′W.
- Para la placa Cocos, el punto de acceso exhibe un peso (w) de 0,5 y un acimut (az) de 045° ±6°.
- Este punto crítico puede estar asociado con la gran provincia ígnea del Caribe, que experimentó sus eventos primarios hace entre 95 y 88 millones de años.
Placa del Pacífico
- El hotspot de Louisville (23) está situado en
- 53°36′S 140°36′W, con un peso (w) de 1, un acimut (az) de 316° ±5° y una tasa de 67 ±5 mm/año.
- Este punto de acceso está potencialmente vinculado a la meseta de Ontong Java, que se formó hace aproximadamente 125-120 millones de años.
- El hotspot de la Fundación, también conocido como montes submarinos Ngatemato (57), está ubicado en
- 37°42′S 111°06′W, mostrando un peso (w) de 1, un azimut (az) de 292° ±3° y una velocidad de 80 ±6 mm/año.
- El hotspot de Macdonald (24) se encuentra en
- 29°00′S 140°18′W, con un peso (w) de 1, un acimut (az) de 289° ±6° y una tasa de 105 ±10 mm/año.
- El hotspot Norte Austral/President Thiers (President Thiers Bank, 58) está ubicado en
- 25°36′S 143°18′W, exhibiendo un peso (w) de 1,0, un azimut (az) de 293° ±3° y una velocidad de 75 ±15 mm/año.
- El hotspot de Arago (Monte submarino de Arago, 59) está situado en
- 23°24′S 150°42′W, con un peso (w) de 1, un azimut (az) de 296° ±4° y una tasa de 120 ±20 mm/año.
- El hotspot de Maria/Southern Cook (Îles Maria, 60) se encuentra en
- 20°12′S 153°48′W, caracterizado por un peso (w) de 0,8 y un azimut (az) de 300° ±4°.
- El hotspot de Samoa (35) está ubicado en
- 14°30′S 168°12′W, con un peso (w) de 0,8, un acimut (az) de 285° ±5° y una tasa de 95 ±20 mm/año.
- El punto de acceso de Crough (Crough Seamount, 61) está situado en
- 26°54′S 114°36′W, exhibiendo un peso (w) de 0,8 y un azimut (az) de 284° ±2°.
- El hotspot de Pitcairn (31) se encuentra en
- 25°24′S 129°18′W, con un peso (w) de 1, un acimut (az) de 293° ±3° y una tasa de 90 ±15 mm/año.
- El hotspot Society/Tahiti (38) está ubicado en
- 18°12′S 148°24′W, mostrando un peso (w) de 0,8, un azimut (az) de 295° ±5° y una tasa de 109 ±10 mm/año.
- El hotspot de Marquesas (26) está situado en
- 10°30′S 139°00′W, con un peso (w) de 0,5, un acimut (az) de 319° ±8° y una tasa de 93 ±7 mm/año.
- El punto de acceso Caroline (4) se encuentra en
- 4°48′N 164°24′E, caracterizado por un peso (w) de 1, un acimut (az) de 289° ±4° y una tasa de 135 ±20 mm/año.
- El hotspot de Hawaii (12) está ubicado en
- 19°00′N 155°12′W, con un peso (w) de 1, un azimut (az) de 304° ±3° y una tasa de 92 ±3 mm/año.
- El hotspot Socorro/Revillagigedos (37) está situado en
- 19°00′N 111°00′W.
- El hotspot de Guadalupe (11) se encuentra en
- 27°42′N 114°30′W, caracterizado por un peso (w) de 0,8, un acimut (az) de 292° ±5° y una tasa de 80 ±10 mm/año.
- El hotspot de Cobb (5) está ubicado en
- 46°00′N 130°06′W, con un peso (w) de 1, un acimut (az) de 321° ±5° y una tasa de 43 ±3 mm/año.
- El punto de acceso Bowie/Pratt-Welker (3) está situado en
- 53°00′N 134°48′W, exhibiendo un peso (w) de 0,8, un azimut (az) de 306° ±4° y una velocidad de 40 ±20 mm/año.
Antiguos puntos de acceso
- Euterpe/Punto de interés de los músicos (Montes submarinos de los músicos)
- Punto de acceso Mackenzie
- Punto de acceso de Matachewan
Magmatismo anogénico
- Magmatismo anogénico
- Punto frío
- Tarsis
Referencias
"Placas versus columnas: una controversia geológica". Wiley-Blackwell, octubre de 2010.
- "Placas versus penachos: una controversia geológica". Wiley-Blackwell. Octubre de 2010.Boschi, L., Becker, T.W. y Steinberger, B. (2007). "Plumas del manto: modelos dinámicos e imágenes sísmicas" (PDF). Geoquímica, Geofísica, Geosistemas, 8 (Q10006): Q10006. Bibcode:2007GGG.....810006B doi:10.1029/2007GC001733 ISSN 1525-2027.Clouard, Valérie y Gerbault, Muriel (2007). "Puntos de ruptura: ¿Podría abrirse el Pacífico como consecuencia de la cinemática de las placas?" (PDF). Cartas sobre ciencia planetaria y terrestre, 265 (1–2): 195. Bibcode:2008E&PSL.265..195C. doi:10.1016/j.epsl.2007.10.013."Hacia una mejor comprensión del vulcanismo en puntos calientes". ScienceDaily, 4 de febrero de 2008.Formación de puntos críticos
- Formación de puntos críticos
- Aumentar los puntos calientes
- Grandes Provincias Ígneas (LIP)
- Antretter, María. Tesis doctoral (2001): Puntos críticos en movimiento: evidencia del paleomagnetismo y modelado.
- ¿Existen plumas?