Punti caldi - Italo Bovolenta Editore

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APPROFONDIMENTO
Punti caldi
Q
uasi tutta l’attività vulcanica e sismica è limitata ai margini delle placche. Il vulcanismo
non associato ai margini di placca è una piccola
percentuale di tutta l’attività vulcanica sulla Terra, probabilmente meno dell’1%.
Carta con i
punti caldi attivi negli
ultimi 10 milioni di anni.
I punti caldi si trovano
anche lungo le dorsali oceaniche, ma molto spesso
sono distribuiti senza uno
specifico allineamento
all’interno delle placche,
lontano dai loro margini.
FIGURA 1
Sono chiamati punti caldi (hot spot) i centri vulcanici isolati, caratterizzati da elevato
flusso termico e intensa attività, posti all’interno di una placca.
Quasi tutti i punti caldi sono zone di vasto sollevamento della crosta e le lave a loro associate
sono diverse da quelle che si trovano sia nelle dorsali oceaniche sia nelle zone di subduzione. Le
lave dei punti caldi sono basaltiche come quelle
delle dorsali, ma contengono percentuali più alte
di metalli alcalini.
Placca Eurasiatica
Placca
Juan de Fuca
Placca
dell’Anatolia
Placca
dei Caraibi
Placca
delle Filippine
Placca
Indiana
Placca
Nordamericana
Placca
delle Cocos
Placca
Arabica
Placca
Africana
Placca
di Nazca
Placca Australiana
Placca
del Pacifico
Placca Antartica
Placca Antartica
70 Ma
Catena sottomarina
dell'Imperatore
40 Ma
Midway
(25 Ma)
Isole
Hawaii
Hawaii
(attiva)
Placca
Sudamericana
L’origine dei punti caldi va ricercata sotto le
placche, nel mantello, dove si trovano i pennacchi.
I pennacchi sono correnti cilindriche ascensionali di materiale incandescente del mantello, di cui i punti caldi si ritiene siano le
manifestazioni superficiali.
I pennacchi potrebbero originarsi in zone stagnanti, al centro di correnti convettive circolari,
oppure potrebbero provenire dalle parti più profonde del mantello, al di sotto della fascia efficacemente rimescolata dalla convezione. Forse la
risalita dei pennacchi ha origine addirittura dal
confine col nucleo. Tuttavia la circolazione nel
mantello è ancora poco conosciuta e per il momento ogni tentativo di spiegare l’origine dei punti caldi resta un’ipotesi.
Secondo un recente censimento dei punti caldi
di tutto il mondo, negli ultimi 10 milioni di anni
ne sono stati attivi almeno 122, includendovi anche varie zone che si trovano sulle dorsali mediooceaniche o presso di esse (figura 1). Tra queste
zone sono particolarmente importanti l’Islanda, le
Azzorre e, nell’Atlantico meridionale, l’arcipelago
Tristan da Cunha.
Se i punti caldi rimangono sempre attivi e immobili nei lunghi tempi geologici, il passaggio di
una placca litosferica sopra un punto caldo lascia
come traccia una fila di vulcani (figura 5.51). Su
una placca oceanica i vulcani possono essere in
parte emersi e in parte sottomarini, perché vanno
sprofondando sempre più man mano che si allontanano dal punto caldo (figura 2). Ciò accade perché, in corrispondenza del punto caldo, la litosfera è più calda, meno densa e, per compensazione
isostatica, sollevata.
In una placca oceanica, in corrispondenza del
punto caldo si hanno grandi vulcani emersi attivi,
che formano isole. Le isole vulcaniche si spostano
insieme alla placca litosferica di cui fanno parte e
quindi si allontanano progressivamente dal punto
caldo, che rimane fisso. La litosfera si raffredda,
aumenta di densità e sprofonda maggiormente
nell’astenosfera. Le isole, via via sempre meno ele-
Isole
Tuamotu
Pitcairn
(attiva)
Isole
della Dorsale
australe
Monte sottomarino MacDonald
(attivo)
Fantini, Monesi, Piazzini - Elementi
FIGURA 2 Le catene di isole e di monti sottomarini del Pacifico
sono interpretate come tracce del movimento delle placche al di
sopra di punti caldi fissi. Gli allineamenti più evidenti, oltre alle
Isole Hawaii, sono le Isole della Dorsale Australe e le Isole Tuamotu. L’età dei tre allineamenti di isole aumenta verso nordovest
e tutti presentano un cambio di direzione avvenuto intorno a 40
milioni di anni fa.
di Scienze della Terra • Italo Bovolenta editore - 2013
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Vulcani sottomarini si formano in corrispondenza di un punto
caldo, quindi si accrescono
mentre sono spostati
lateralmente, trascinati
dalla placca in movimento.
Il punto caldo, che rimane
fermo, genera continuamente nuovi vulcani.
APPROFONDIMENTO
0
FIGURA 3
Profondità (km)
5
Guyot
10
Moto
d e ll a
p la c c a
15
0
10
20
30
40
Tempo (milioni di anni)
le
el
o d
Arc
A
e
utin
Ale
Kauai
ra
dell'Impe
Catena
Oahu
Molokai
Maui
Hawaii
tore
Isole Hawaii
vate, diventano vulcani spenti; infine, sono sommerse dalle acque e diventano guyot, cioè montagne sottomarine dalla cima piatta (figura 2). I
guyot si trovano prevalentemente in zone dove la
crosta ha un’età superiore ai 30 milioni di anni.
Il punto caldo più vistoso e di più sicura interpretazione è quello delle Hawaii. Oggi è accertato
che tutte le isole dell’arcipelago hawaiiano sono
state formate da un’unica sorgente di lava sulla
quale la placca del Pacifico è transitata durante gli
ultimi 70 milioni di anni, muovendosi verso nordovest. Al termine occidentale delle Isole Hawaii,
oltre l’Isola di Midway, inizia una catena di monti
sottomarini e guyot, la Catena dell’Imperatore, che
punta verso nord cambiando bruscamente direzione (figura 3). Si suppone che il cambiamento di
direzione, avvenuto circa 40 milioni di anni fa, sia
dipeso dal moto della placca che da quel momento
modificò la propria direzione di spostamento da
nord a nordovest.
Il più antico vulcano della Catena dell’Imperatore, al largo della Penisola di Kamchatka, ha
un’età di 70÷80 milioni di anni. Midway, l’isola
all’estremità occidentale della catena hawaiiana, ha un’età di soli 20 milioni di anni, mentre
il vulcano Kilauea, sull’Isola Hawaii all’estremità
orientale della catena, è tuttora in attività.
La ricostruzione del movimento delle placche
in base alle tracce dei vulcani dei punti caldi è
basata sull’assunzione che i punti caldi siano immobili o quasi. C’è chi sostiene che anche i pennacchi dovrebbero essere in movimento relativo.
Recenti ricerche hanno confermato, però, che negli ultimi 10 milioni di anni alcuni dei più vistosi
punti caldi sono rimasti stazionari.
B
Midway
Kilauea
C
Fantini, Monesi, Piazzini - Elementi
FIGURA 4 La Catena dell’Imperatore e la Catena delle Isole Hawaii.
I due allineamenti di monti sottomarini, guyot e isole sono la
traccia del passaggio della placca del Pacifico sopra un punto caldo situato all’estremità orientale delle Isole Hawaii, le cui radici
affondano nel mantello. Un monte sottomarino (A) posto all’estremità settentrionale della Catena dell’Imperatore ha più di 70 Ma,
l’Isola di Midway (B) ha un’età di 20 Ma ed il Kilauea (C) ha meno
di 1 Ma ed è attualmente in piena attività.
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