Punt calent
 |
Per a altres significats, vegeu «punt calent de biodiversitat». |
Un punt calent - també conegut per l'anglicisme hot spot - en geologia, és una àrea localitzada de l'astenosfera en la qual les temperatures són anormalment més elevades. Això genera extenses acumulacions i columnes de magma, que ascendeix seguint els corrents convectius procedents de les zones pròximes del nucli terrestre.[1]
El punt calent està localitzat en una zona més o menys fixa del mantell superior terrestre. El punt calent és una font que irradia calor i allibera magma cap la part inferior o base de la litosfera. Forma una columna magmàtica ascendent que produeix plomalls quan travessa la litosfera i en la seva superfície origina focus amb surgències de magma.[2]
Al llarg del temps geològic la placa litosfèrica es desplaça sobre un punt calent. Els focus en la superfície es desplacen surant sobre la litosfera, allunyant-se del punt calent del mantell (astenosfera). Aquest fet origina les cadenes de volcans de centenars de quilòmetres com les de les illes Hawaii, les illes Canàries o les illes Aleutianes, però també sobre de l'escorça continental com al Parc Nacional de Yellowstone. L'edat dels volcans que es van generant és inversa al temps de desplaçament de la placa.[2] Es creu que a la Terra hi ha entre 40 i 50 punts calents. El nombre depèn i varia tenint en compte les diferents definicions del que s'entén per punt calent. També es considera que hi ha punts calents sota l'illa d'Islàndia a l'Atlàntic Nord; a la Reunió, a l'oceà Índic i a Àfar, al nord-est d'Etiòpia.[3]
El vulcanisme procedent dels punts calents és diferent del vulcanisme que es produeix en els límits de les plaques tectòniques terrestres. Les principals característiques són les temperatures anormalment més elevades i la producció dels plomalls de mantell.[3]
Història
[modifica]Els geòlegs i geofísics mantenen diferents teories sobre el lloc on s'originen els punts calents. La teoria dominant dels punts calents va ser inferida pel geofísic canadenc J. Tuzo Wilson l'any 1963, on s'afirma que els volcans originats pels punts calents són creats en zones profundes i excepcionalment calentes sota el mantell terrestre.
Des de finals de la dècada de 1990, han sorgit altres hipòtesis que fan de la tectònica de plaques la força motriu i del mantell l'origen dels punts calents. En aquestes teories, els punts calents es denominen anomalies de fusió.
En 2003, Vincent Courtillot et al. va proposar l'existència de tres tipus de punts calents en funció de l'origen del plomall de mantell: Els denominats punts calents primaris, amb plomalls profunds probablement originats en el límit inferior del mantell (Illes Hawaii, Illa Reunió), els denominats punts calents secundaris, amb plomalls intermedis probablement originats en el sostre de la zona de transició del mantell (Canàries, Galápagos), i els denominats punts calents superficials relacionats amb zones de tensió en la litosfera (Açores, Comores).[4]
En qualsevol lloc en el qual el vulcanisme no estigui vinculat a un marge de placa constructiu o destructiu, s'ha utilitzat el concepte de punt calent per a explicar el seu origen. En un article de revisió de Courtillot et al.[4] en el qual s'enumeren els possibles punts calents, es distingeix entre els punts calents primaris procedents de les profunditats del mantell (possiblement originats en el límit entre el nucli i el mantell), que creen grans províncies volcàniques amb traces lineals (Illa de Pasqua, Islàndia, Hawaii, Àfar, Louisville, Reunió, Tristany confirmat, Galápagos, Kerguelen i Marquerses probable) i punts calents secundaris derivats de plomes del mantell (Samoa, Tahití, Cook, Pitcairn, Caroline, MacDonald confirmat, fins a uns 20 possibles) en el límit superior/inferior del mantell que no formen grans províncies volcàniques, però sí cadenes d'illes. Altres possibles punts calents són el resultat de l'aflorament de material poc profund del mantell en zones de ruptura litosfèrica causada per tensions (i són, per tant, un tipus de vulcanisme molt diferent).
Les estimacions sobre el nombre de punts calents alimentats per plomes del mantell oscil·len entre 20 i diversos milers, encara que la majoria dels geòlegs consideren que existeixen unes poques desenes. Els punts calents de Hawaii, Reunió, Yellowstone, Galápagos i Islàndia són algunes de les regions volcàniques més actives a les quals s'aplica la hipòtesi.
Recentment, altres estudis han suggerit que aquests punts també poden existir localitzats en zones menys profundes i que alhora poden canviar lentament de lloc en el temps geològic.[3][5]
Origen
[modifica]Teoria de plomes
[modifica]Aquesta teoria suggereix que hi ha plomalls del mantell que ascendeixen per convecció des del límit entre el nucli i el mantell en forma de diapir.[6] L'ascens de les plomes es deuria a l'escalfament del mantell inferior per conducció de calor des del nucli terrestre, formant així una capa del mantell gravitacionalment inestable que sortiria a flotació en forma de diapir i en topar amb l'escorça generaria grans trapps (inundacions basàltiques), seguit de vulcanisme facilitat pel conducte que constituiria la cua del diapir.[7]
Aquesta teoria va ser presentada per primera vegada en 1971 per William Jason Morgan per a explicar els punts calents proposats en 1963 pel geofísic canadenc J. Tuzo Wilson, poc després del descobriment de la tectònica de plaques. I des de llavors ha estat modificada, considerant-se ara que els punts calents no són "fixos" com es contemplava inicialment i l'origen de les plomes del mantell no sempre se suposa en el mantell inferior. Això vol dir que el magma surt del volcà.[8][7][9]
Teoria d'extensió
[modifica]L'altra hipòtesi postula que no és l'alta temperatura del mantell la causa del vulcanisme sinó que zones de moviment divergent de la litosfera faciliten l'ascens passiu de magma des de nivells poc profunds.[10][11]
Composició
[modifica]
La majoria dels punts calents són basàltics (per exemple, Hawaii, Illes de la Societat). Per això, són menys explosius que els volcans de zona de subducció, en els quals l'aigua queda atrapada sota la placa que els travessa. En els punts calents situats en regions continentals, el magma basàltic ascendeix a través de l'escorça continental i es fon formant riolites. Aquestes riolites poden formar erupcions violentes.[12][13] Per exemple, la caldera de Yellowstone es va formar per algunes de les explosions volcàniques més potents de la història geològica. No obstant això, quan la riolita entra completament en erupció, pot ser seguida per erupcions de magma basàltic que s'eleven a través de les mateixes fissures litosfèriques (esquerdes en la litosfera). Un exemple d'aquesta activitat és la serralada Ilgachuz a la Colúmbia Britànica, que va ser creada per una sèrie complexa primerenca d'erupcions de traquita i riolita, i l'extrusió tardana d'una seqüència de fluxos de lava basàltica.[14]
A l'actualitat, la hipòtesi del punt calent està estretament vinculada a la hipòtesi del plomall del mantell.[15]
Conseqüències
[modifica]Els punts calents poden formar llargues cadenes de volcans extints en moure's una placa litosfèrica sobre el punt calent fix en el mantell.[16] En plaques oceàniques això pot produir la formació d'arxipèlags volcànics en els quals l'edat de les seves roques augmenta a mesura que s'incrementa la distància al punt calent.[16] Un exemple clàssic d'aquest fenomen serien les illes de Hawaii.[7]
Diferència amb els arcs insulars de zones de subducció
[modifica]Es considera que els volcans de punts calents tenen un origen fonamentalment distint dels volcans d'arc insular. Aquests últims es formen en zones de subducció, en els límits de plaques convergents. Quan una placa oceànica xoca amb una altra, la placa més densa s'enfonsa, formant a més una profunda fossa oceànica. Aquesta placa, en subduir, allibera aigua en la base de la placa que la sobrepassa, i aquesta aigua es barreja amb la roca, canviant així la seva composició i provocant que part de la roca es funda i s'elevi. Això és el que alimenta una cadena de volcans, com les illes Aleutianes, prop d'Alaska.
Cadenes volcàniques de punts calents
[modifica]La hipòtesi conjunta del plomall del mantell/taca calenta suposa que les estructures d'alimentació estiguin fixes entre si, i que els continents i el fons marí es desplacin per damunt. La hipòtesi prediu, per tant, que en la superfície es desenvolupen cadenes de volcans progressives en el temps. Exemples d'això és Yellowstone, que es troba al final d'una cadena de calderes extingides, que es fan progressivament més antigues cap a l'oest. Un altre exemple és l'arxipèlag hawaià, on les illes es fan progressivament més antigues i més profundament erosionades cap al nord-oest.
Els geòlegs han intentat utilitzar les cadenes volcàniques de punts calents per a rastrejar el moviment de les plaques tectòniques de la Terra. Aquest esforç s'ha vist dificultat per la falta de cadenes molt llargues, pel fet que moltes no són progressives en el temps (per exemple, les Galápagos) i pel fet que els punts calents no semblen estar fixos entre si (per exemple, Hawaii i Islàndia).[17]
En 2020, Wei et al. van utilitzar tomografia sísmica per a detectar l'altiplà oceànic, formada fa uns 100 milions d'anys per la hipotètica ploma del mantell que encapçala la cadena de muntanyes submarines Hawaii-Emperador, ara subduïda a una profunditat de 800 km sota la Sibèria oriental.[18]
Rastres de punts calents prominents en un mapa batimètric de l'Oceà Pacífic
Al llarg de milions d'anys, la placa del Pacífic s'ha desplaçat sobre el punt calent de Hawaii, creant una cadena de muntanyes submarines que s'estén pel Pacífic
Kilauea és el volcà en escut més actiu del món. El volcà va entrar en erupció entre 1983 i 2018 i forma part de la cadena de muntanyes submarines Hawaii-Emperador
Mauna Loa és un gran volcà en escut. La seva última erupció va ser en 2022 i forma part de la cadena de muntanyes submarines Hawaii-Emperador
Muntanya submarina Bowie és un volcà submarí inactiu i forma part de la cadena de muntanyes submarines Kodiak-Bowie
Muntanya submarina Axial és la muntanya submarina més jove de la cadena de muntanyes submarines Cobb-Eickelberg. La seva última erupció es va produir en 2015
Mauna Kea és el volcà més alt de la cadena de muntanyes submarines Hawaii-Emperador. Al voltant del seu cim s'han emplaçat nombrosos cons de cendra.
Hualalai és un enorme volcà en escut de la cadena de muntanyes submarines Hawaii-Emperador. La seva última erupció es va produir en 1801
Referències
[modifica]- ↑ «punt calent, Geologia». Gran Enciclopèdia catalana, 2024. [Consulta: 6 juny 2024].
- 1 2 Riba, O. et al.. «punt calent». Diccionari de Geologia, Institut d'Estudis Catalans, IEC, 1997. [Consulta: 6 juny 2024].
- 1 2 3 «Hot Spot Volcanism» (en anglès). National Geographic, 2024. [Consulta: 6 juny 2024].
- 1 2 «Tres tipos distintos de puntos calientes en el manto terrestre». Earth and Planet Sci. Lett, 205, 2003, p. 295-308.
- ↑ «John Tuzo Wilson» (en anglès), 2024. [Consulta: 6 juny 2024].
- ↑ W. J. Morgan «Convection Plumes in the Lower Mantle». Nature 230(1971), .
- 1 2 3 Donald J. DePaolo i Michael Manga. 2003. Deep Origin of Hotspots - the Mantle Plume Model. Science
- ↑ Strahler, 1992, p. 283.
- ↑ Watson, Jim. «"Hotspots": Mantle thermal plumes», 05-05-1999. [Consulta: 21 novembre 2009].
- ↑ «Do plumes exist?». [Consulta: 25 abril 2010].
- ↑ . ISBN 978-1-4051-6148-0.
- ↑ Donald Hyndman; David Hyndman (1 de gener de 2016). Natural hazards and disasters. Cengage Learning. pp. 44-. ISBN 978-1-305-88818-0.
- ↑ Wolfgang Frisch; Martin Meschede; Ronald C. Blakey (2 de noviembre de 2010). Plate Tectonics: Continental Drift and Mountain Building. Springer Science & Business Media. pp. 87-. ISBN 978-3-540-76504-2.
- ↑ Holbek, Peter «Informe sobre Geologia Preliminar i Geoquímica de la Ilga Claim Group». gov.bc.ca, 11-1983. Arxivat de l'original el 2008-06-15 [Consulta: 12 gener 2014].
- ↑ Mainak Choudhuri; Michal Nemčok (22 d'agost de 2016). Feathers of the cloak and their effects. Springer. pp. 18-. ISBN 978-3-319-44239-6.
- 1 2 Hotspot, Brittannica Academic Edition.
- ↑ «What the hell is Hawaii?». [Consulta: 7 gener 2011].
- ↑ Wei, Songqiao Shawn; Shearer, Peter M.; Lithgow-Bertelloni, Carolina; Stixrude, Lars; Tian, Dongdong «science.org/doi/10.1126/science.abd0312 The oceanic plateau of the Hawaiian mantle plume head subducted to the uppermost lower mantle» (en anglès). Science, 370, 20-11-2020, p. 983–987. Bibcode: 2020Sci...370..983W. ISSN: 0036-8075. PMID: 33214281.
Bibliografia
[modifica]- Boschi, L.; Becker, T.W.; Steinberger, B. «Mantle plumes: Dynamic models and seismic images». Geochemistry Geophysics Geosystems, 8, Q10006, 2007, p. Q10006. Bibcode: 2007GGG.....810006B. DOI: 10.1029/2007GC001733. ISSN: 1525-2027.
- Clouard, Valérie; Gerbault, Muriel «Break-up spots: Could the Pacific open as a consequence of plate kinematics?». Earth and Planetary Science Letters, 265, 2007, p. 195. Bibcode: 2008E&PSL.265..195C. DOI: 10.1016/j.epsl.2007.10.013.
- «Towards A Better Understanding Of Hot Spot Volcanism». ScienceDaily, 4 febrer 2008.
Enllaços externs
[modifica]