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région volcanique De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Un point chaud est, en géologie, une région à la surface d'une planète, d'étendue limitée et dont l'activité volcanique intense est due à des remontées chaudes de manteau nommées panaches[1]. Actuellement[Quand ?], les connaissances sur les points chauds et les phénomènes internes à leur origine sont encore incomplètes.
Au sein de la Terre, certaines zones du manteau particulièrement chaudes et donc moins denses sont à l'origine d'une remontée de roches sous l'effet de la poussée d'Archimède. Il s'ensuit la formation d'un diapir mantellique qui remonte sous la forme d'un panache. Ce dernier, s'approchant de la surface de la Terre, commence à fondre par décompression (vers une profondeur de l'ordre de 100 km), engendrant un magma basaltique qui, dès qu'il est en proportion suffisante, traverse la lithosphère jusqu'à la percer, engendrant la formation de volcans dits de point chaud. Le déplacement des plaques tectoniques par rapport à la remontée mantellique est à l'origine d'alignements volcaniques à la surface de la Terre, dont seul le dernier volcan est en activité, comme les îles Hawaï, les îles Marquises ou l'archipel de la Société.
Les raisons pour lesquelles certains endroits du manteau sont relativement plus chauds demeurent incertaines. L'accumulation de matériaux réintroduits au sein du manteau à la faveur des subductions, et potentiellement enrichis en éléments radioactifs (potassium, uranium, thorium) donne une explication cohérente avec la mesure de signatures isotopiques particulières dans leurs matériaux épanchés en surface. L'évacuation de la chaleur du noyau terrestre, que ce soit sa chaleur résiduelle de formation, la chaleur latente de cristallisation de la graine ou la chaleur de radioactivité, est un autre moteur invoqué pour l'instabilité de la couche limite entre le noyau et le manteau, couche limite dont le subodoré statut de cimetière des plaques subduites depuis la ceinture de feu du Pacifique depuis environ 500 Ma, fait un bon candidat pour certains points chauds, comme celui d'Hawaï.
La découverte des points chauds s'est effectuée parallèlement à celle de la tectonique des plaques.
En 1963, John Tuzo Wilson fait le constat que des chaînes volcaniques océaniques pouvaient avoir été « tracées » sur la plaque lithosphérique les supportant par une source magmatique fixe, située sous cette plaque, qui se meut avec le temps.
En 1971, William Jason Morgan suggère que cette source fixe sous la plaque est alimentée par un panache chaud montant au travers du manteau[3].
Depuis la fin des années 1990, d'autres hypothèses émergent qui font de la tectonique des plaques le moteur et du manteau l'origine des points chauds. Ceux-ci sont d'ailleurs plutôt nommés anomalies de fusion dans ces théories.
En 2003, Vincent Courtillot et al. proposent l'existence de trois types de points chauds en fonction de l'origine du panache mantellique : les points chauds dits primaires, à panache profond provenant sans doute de la limite inférieure du manteau (îles Hawaï, La Réunion), les points chauds dits secondaires, à panache intermédiaire provenant sans doute du toit de la zone de transition du manteau (îles Canaries, îles Galápagos), les points chauds dits superficiels liés aux zones de contrainte dans la lithosphère (Açores, Comores)[4].
Le volcanisme de point chaud est dû à un magmatisme ayant percé la lithosphère jusqu'à sa partie supérieure, la croûte terrestre. Il est causé par des panaches de matériaux chauds qui remontent du manteau, ce qui conduit à la création de volcans :
Les roches de ces points chauds sont des basaltes d'îles océaniques (OIB). Leur nature chimique particulière, dans la famille des basaltes, signe une origine différente des basaltes des dorsales océaniques (MORB). Les points chauds sont des témoins des déplacements des plaques lithosphériques, car le panache de matériaux chauds qui est à leur origine est, en première approximation, fixe.
On peut ainsi suivre le déplacement de la plaque pacifique, à travers l'alignement des îles Marshall, et l'archipel des îles Empereur, par exemple. Ces archipels sont issus d'un même point chaud qui provoque la naissance d'un volcan. La plaque se déplaçant régulièrement, le volcan finit par s'éteindre et un autre apparaît au-dessus du point chaud[5]. Par la datation des âges des basaltes constituant ces îles, on peut en déduire la vitesse de la plaque.
Les points chauds sont responsables d'épanchements de magmas en très grandes quantités, par exemple, les trapps du Deccan, de Sibérie, d'Éthiopie, ainsi que d'immenses plateaux océaniques (Ontong Java, plateau de Kerguelen, plateau caraïbe, plateau des Malouines/Falklands, etc.). Les matériaux sources des points chauds sont issus de couches limites dans le manteau, notamment celle située au-dessus de la limite entre manteau inférieur et manteau supérieur (à la profondeur de 670 km), et celle située au-dessus de la limite entre manteau et noyau (2 900 km). Outre ces couches limites, l'asthénosphère traversée et la lithosphère locale contribuent à la composition des magmas produits, ainsi que le tracent différents éléments chimiques étudiés par la géochimie.
L'activité des points chauds a probablement profondément modifié l'histoire de la Terre, d'une part en modifiant le climat de la planète et d'autre part, parce qu'on suppose qu'ils peuvent être associés à l'ouverture de certains océans :
L'hypothèse point chaud est intéressante à plus d'un titre :
C'est même ce dernier point qui a retardé l'apparition d'explications alternatives. L'hypothèse était trop productive pour être abandonnée.
Néanmoins, les recherches stimulées par cette hypothèse, tout en confirmant certains points, ont mis en évidence que certaines preuves n'en étaient pas[6] :
La liste suivante recense les points chauds bien caractérisés par une ligne de volcans ou une grande province magmatique[alpha 1]. Le numéro de point chaud de la colonne 2 fait référence à celui sur la carte ci-contre. Sauf indication contraire, les positions et déplacements des points chauds proviennent de l'ouvrage Plate velocities in hotspot reference frame de W. J. Morgan et J. P. Morgan[8].
Légende de la colonne « Déplacement » :
Nom | N° | Plaque | Position | Déplacement | Commentaires |
---|---|---|---|---|---|
Açores | 1 | Eurasiatique Nord-américaine | 37° 54′ N, 26° 00′ O | p = 0,5 ; az = 110 ± 12° p = 0,3 ; az = 280 ± 15° | A donné naissance aux Açores |
Afar | 29 | Africaine | 7° 00′ N, 39° 30′ E | p = 0,2 ; az = 30 ± 15° ; v = 16 ± 8 mm/an | Peut-être lié à la jonction triple de l'Afar il y a 30 Ma. |
Anyuy | Nord-américaine | 67° N, 166° E | p = B- | ||
Anahim | 45 | Nord-américaine | 52° 54′ N, 123° 44′ O[9] | A donné naissance à la ceinture volcanique d'Anahim | |
Arago | 59 | Pacifique | 23° 24′ S, 150° 42′ O | p = 1 ; az = 296 ± 4° ; v = 120 ± 20 mm/an | |
Ascension | 55 | Sud-américaine | 7° 54′ S, 14° 18′ O | A donné naissance à l'île de l'Ascension | |
Australes | 58 | Pacifique | 25° 36′ S, 143° 18′ O | p = (1.0) ; az = 293 ± 3° ; v = 75 ± 15 mm/an | A donné naissance aux îles Australes |
Australie orientale | 30 | Australienne | 40° 48′ S, 146° 00′ E | p = 0,3 ; az = 0 ± 15° ; v = 65 ± 3 mm/an | |
Baïkal | Eurasiatique | 51° N, 101° E | p = 0,2 ; az = 80 ± 15° | ||
Balleny | 2 | Antarctique | 67° 36′ S, 164° 48′ E | p = 0,2 ; az = 325 ± 7° | A donné naissance aux îles Balleny |
Bermudes | 56 | Nord-américaine | 32° 36′ N, 64° 18′ O | p = 0,3 ; az = 260 ± 15° | A donné naissance aux Bermudes |
Bouvet | 51 | Africaine | 54° 24′ S, 3° 24′ E | p = C | A donné naissance à l'île Bouvet |
Bowie / Pratt-Welker | 3 | Pacifique | 53° 00′ N, 134° 48′ O | p = 0,8 ; az = 306 ± 4° ; v = 40 ± 20 mm/an | |
Cameroun | 17 | Africaine | 2° 00′ N, 5° 06′ E | p = 0,3 ; az = 32 ± 3° ; v = 15 ± 5 mm/an | A donné naissance à la ligne du Cameroun |
Canaries | 18 | Africaine | 28° 12′ N, 18° 00′ O | p = 1 ; az = 94 ± 8° ; v = 20 ± 4 mm/an | A donné naissance aux îles Canaries |
Cap-Vert | 19 | Africaine | 16° N, 24° O | p = 0,2 ; az = 60 ± 30° | A donné naissance aux îles du Cap-Vert |
Carolines | 4 | Pacifique | 4° 48′ N, 164° 24′ E | p = 1 ; az = 289 ± 4° ; v = 135 ± 20 mm/an | |
Cobb | 5 | Pacifique | 46° 00′ N, 130° 06′ O | p = 1 ; az = 321 ± 5° ; v = 43 ± 3 mm/an | |
Cocos | 60 | Australienne | 17° 00′ S, 94° 30′ E | p = 0,2 ; az = 28° ± 6° | A donné naissance à l'île Cocos |
Comores | 21 | Africaine | 11° 30′ S, 43° 18′ E | p = 0,5 ; az = 118 ± 10° ; v = 35 ± 10 mm/an | A donné naissance à l'archipel des Comores |
Crough | 61 | Pacifique | 26° 54′ S, 114° 36′ O | p = 0,8 ; az = 284 ± 2° | |
Crozet | 52 | Antarctique | 46° 06′ S, 50° 12′ E | p = 0,8 ; az = 109 ± 10° ; v = 25 ± 13 mm/an | A donné naissance à l'archipel Crozet. Peut-être lié à la province ignée de Karoo-Ferrar il y a 183 Ma. |
Darfour | 6 | Africaine | 13° 00′ N, 24° 12′ E | p = 0,5 ; az = 45 ± 8° | A donné naissance aux monts Marrah |
Discovery | 50 | Africaine | 43° 00′ S, 2° 42′ O | p = 1 ; az = 68 ± 3° | |
Eifel | 8 | Eurasiatique | 50° 12′ N, 6° 42′ E | p = 1 ; az = 82 ± 8° ; v = 12 ± 2 mm/an | A donné naissance au massif de l'Eifel |
Erebus | 54 | Antarctique | 77° 30′ S, 167° 12′ E | p = A | A donné naissance au mont Erebus |
Etna | 47 | Africaine | 37° 45′ 18″ N, 14° 59′ 43″ E | p = A | A donné naissance à l'Etna |
Euterpe | Pacifique | Éteint | |||
Fernando de Noronha | 9 | Sud-américaine | 3° 48′ S, 32° 24′ O | p = 1 ; az = 266 ± 7° | A donné naissance à Fernando de Noronha. Peut-être lié à la province magmatique centre atlantique il y a environ 200 Ma. |
Foundation | 57 | Pacifique | 37° 42′ S, 111° 06′ O | p = 1 ; az = 292 ± 3° ; v = 80 ± 6 mm/an | |
Galápagos | 10 | Nazca Cocos | 0° 24′ S, 91° 36′ O | p = 1 ; az = 96 ± 5° ; v = 55 ± 8 mm/an p = 0,5 ; az = 45 ± 6° | A donné naissance aux îles Galápagos. Peut-être lié à la grande province ignée caribéenne il y a 88 à 95 Ma. |
Gough | 49 | Africaine | 40° 19′ S, 9° 56′ O[10],[11] | p = 0,8 ; az = 79 ± 5° ; v = 18 ± 3 mm/an | A donné naissance à l'île Gough |
Guadalupe | 11 | Pacifique | 27° 42′ N, 114° 30′ O | p = 0,8 ; az = 292 ± 5° ; v = 80 ± 10 mm/an | |
Guyanes | Sud-américaine | 5° N, 61° O | p = B | ||
Hainan | 46 | Eurasiatique | 20° N, 110° E | az = 0 ± 15° | |
Hawaï | 12 | Pacifique | 19° 00′ N, 155° 12′ O | p = 1 ; az = 304 ± 3° ; v = 92 ± 3 mm/an | A donné naissance à Hawaï |
Heard | 53 | Antarctique | 53° 06′ S, 73° 30′ E | p = 0,2 ; az = 30 ± 20° | A donné naissance aux îles Heard-et-MacDonald |
Hoggar | 13 | Africaine | 23° 18′ N, 5° 36′ E | p = 0,3 ; az = 46 ± 12° | A donné naissance au Hoggar |
Islande | 14 | Eurasiatique Nord-américaine | 64° 24′ N, 17° 18′ O | p = 0,8 ; az = 75 ± 10° ; v = 5 ± 3 mm/an p = 0,8 ; az = 287 ± 10° ; v = 15 ± 5 mm/an | A donné naissance à l'Islande. Peut-être apparu avec la dorsale médio-atlantique il y a 62 Ma[12]. |
Jan Mayen | 15 | Eurasiatique | 71° N, 9° O | p = C | A donné naissance à l'île Jan Mayen |
Juan Fernández | 16 | Nazca | 33° 54′ S, 81° 48′ O | p = 1 ; az = 84 ± 3° ; v = 80 ± 20 mm/an | A donné naissance à l'archipel Juan Fernández |
Karisimbi | Africaine | 1° 30′ S, 29° 24′ E | p = B | A donné naissance aux montagnes des Virunga | |
Kerguelen | 20 | Antarctique | 49° 36′ S, 69° 00′ E | p = 0,2 ; az = 50 ± 30° ; v = 3 ± 1 mm/an | Peut-être lié au Plateau des Kerguelen il y a environ 130 Ma. A donné naissance aux îles Kerguelen. Les îles Saint-Paul et Nouvelle-Amsterdam peuvent avoir été créées par ce point chaud. |
Kilimandjaro | Africaine | 3° 00′ S, 37° 30′ E | p = B | A donné naissance au Kilimandjaro | |
Lord Howe | 22 | Australienne | 34° 42′ S, 159° 48′ E | p = 0,8 ; az = 351 ± 10° | A donné naissance à l'île Lord Howe |
Louisville | 23 | Pacifique | 53° 36′ S, 140° 36′ O | p = 1 ; az = 316 ± 5° ; v = 67 ± 5 mm/an | Peut-être lié au plateau d'Ontong Java il y a 125 à 120 Ma. |
Macdonald | 24 | Pacifique | 29° 00′ S, 140° 18′ O | p = 1 ; az = 289 ± 6° ; v = 105 ± 10 mm/an | |
Mackenzie | Nord-américaine | Éteint | |||
Madère | 48 | Africaine | 32° 36′ N, 17° 18′ O | p = 0,3 ; az = 55 ± 15° ; v = 8 ± 3 mm/an | A donné naissance à Madère |
Maria / Cook méridionales | 60 | Pacifique | 20° 12′ S, 153° 48′ O | p = 0,8 ; az = 300 ± 4° | |
Marion | 25 | Antarctique | 46° 54′ S, 37° 36′ E | p = 0,5 ; az = 80 ± 12° | |
Marquises | 26 | Pacifique | 10° 18′ S, 139° 00′ O | p = 0,5 ; az = 319 ± 8° ; v = 93 ± 7 mm/an | |
Martin Vaz | Sud-américaine | 20° 30′ S, 28° 48′ O | p = 1 ; az = 264 ± 5° ; v = 30 ± 20 mm/an | ||
Massif Central | Eurasiatique | 45° 06′ N, 2° 42′ E | p = B ; az = 97 ± 12° | A donné naissance au Massif central | |
Matachewan | Nord-américaine | Éteint | |||
Nouvelle-Angleterre / Grand Météore | 28 | Africaine | 29° 24′ N, 29° 12′ O | p = 0,8 ; az = 40 ± 10° | |
Ob-Lena | Antarctique | 52° 12′ S, 40° 00′ E | p = 1.0 ; az = 108 ± 6° | ||
Île de Paques | 7 | Nazca | 26° 24′ S, 106° 30′ O | p = 1 ; az = 87 ± 3° ; v = 95 ± 5 mm/an | A donné naissance à l'île de Pâques |
Pierre Ier | Antarctique | 68° 48′ S, 90° 36′ O | p = B | A donné naissance à l'île Pierre-Ier | |
Pitcairn | 31 | Pacifique | 25° 24′ S, 129° 18′ O | p = 1 ; az = 293 ± 3° ; v = 90 ± 15 mm/an | A donné naissance à l'île Pitcairn |
Rarotonga | Pacifique | 21° 30′ S, 201° 00′ O | A donné naissance à l'île de Rarotonga | ||
Raton | 32 | Nord-américaine | 36° 48′ N, 104° 06′ O | p = 1 ; az = 240 ± 4° ; v = 30 ± 20 mm/an | |
La Réunion | 33 | Africaine | 21° 12′ S, 55° 42′ E | p = 0,8 ; az = 47 ± 10° ; v = 40 ± 10 mm/an | A donné naissance aux Mascareignes, à l'archipel des Chagos, aux Maldives et aux trapps du Deccan (principalement actifs entre il y a 66 et 68,5 Ma) |
Rungwe | Africaine | 8° 18′ S, 33° 54′ E | p = B+ | ||
Sainte-Hélène | 34 | Africaine | 16° 30′ S, 9° 30′ O | p = 1 ; az = 78 ± 5° ; v = 20 ± 3 mm/an | A donné naissance à Sainte-Hélène |
Samoa | 35 | Pacifique | 14° 30′ S, 168° 12′ O | p = 0,8 ; az = 285 ± 5° ; v = 95 ± 20 mm/an | A donné naissance aux îles Samoa, à Wallis et à Niulakita |
Scott | Antarctique | 68° 48′ S, 178° 48′ O | p = 0,2 ; az = 346 ± 5° | ||
San Felix | 36 | Nazca | 26° 24′ S, 80° 06′ O | p = 0,3 ; az = 83 ± 8° | A donné naissance aux îles Desventuradas |
Shona | 27 | Africaine | 51° 24′ S, 1° 00′ O | p = 0,3 ; az = 74 ± 6° | Également nommé point chaud du Météor. |
Société | 38 | Pacifique | 18° 12′ S, 148° 24′ O | p = 0,8 ; az = 295 ± 5° ; v = 109 ± 10 mm/an | |
Socorro | 37 | Pacifique | 19° N, 111° O | A donné naissance aux îles Revillagigedo | |
Tasmantides | 39 | Australienne | 40° 24′ S, 155° 30′ E | p = 0,8 ; az = 7 ± 5° ; v = 63 ± 5 mm/an | |
Tibesti | 40 | Africaine | 20° 48′ N, 17° 30′ E | p = 0,2 ; az = 30 ± 15° | A donné naissance au Tibesti |
Trindade | 41 | Sud-américaine | 20° 30′ S, 28° 48′ O | p = 1 ; az = 264 ± 5° | A donné naissance à Trindade et Martin Vaz |
Tristan da Cunha | 42 | Africaine | 37° 12′ S, 12° 18′ O | A donné naissance à Tristan da Cunha | |
Vema | 43 | Africaine | 32° 06′ S, 6° 18′ O | Peut-être lié aux trapps d'Etendeka et de Paraná il y a environ 132 Ma, via la dorsale de Walvis. | |
Yellowstone | 44 | Nord-américaine | 44° 30′ N, 110° 24′ O | p = 0,8 ; az = 235 ± 5° ; v = 26 ± 5 mm/an | A donné naissance à la caldeira de Yellowstone. Peut-être lié au groupe basaltique du Columbia il y a 14 à 17 Ma[13]. |
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