Les points chauds, manifestation ponctuelle de la convection : Hawaï

Dans le Pacifique, le volcan actif d'Hawaï est situé à l'extrémité d'un archipel se prolongeant après un coude par l'alignement immergé des Monts de l'Empereur qui sont donc des guyots (anciens édifices volcaniques se trouvant sous la surface des océans).

Dans cet ensemble, les volcans sont d'autant plus anciens que l'on s'éloigne des îles Hawaï (45 Ma au niveau du coude ; 70 Ma à l'extrémité Nord des Monts de l'Empereur).

 

Cet alignement d'îles volcaniques illustre le fonctionnement d'une même source mantellique alimentant successivement différents édifices. Un tel volcanisme de point chaud, disséminé sur la surface du globe, est à l'origine d'une production de lave de l'ordre de 4 km³ par an.

Dans la mesure où les points chauds sont quasiment fixes et actifs en permanence, ce type d'alignement permet d'observer le déplacement des plaques lithosphériques au cours du temps : cela illustre donc également le processus de la tectonique des plaques.

L'analyse des rapports isotopiques du strontium ( ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr) mesurés dans les basaltes des points chauds et dans les basaltes des dorsales montre que l'origine de ces basaltes est différente. En effet ces rapports sont beaucoup plus élevés dans les basaltes des points chauds. Or ces derniers ont peu évolués dans le manteau profond, considéré comme un système clos, qui serait donc à l'origine des laves émises lors du volcanisme de point chaud.

Les points chauds correspondent à des remontées ponctuelles, brutales et massives de grandes quantités de manteau profond. Ces matériaux chauds et moins denses montent rapidement sous la forme d'une colonne convective transportant ainsi une énorme quantité de chaleur. Arrivé en surface, la décompression engendre une fusion partielle et la production de magmas. Ces magmas vont périodiquement perforer la lithosphère et entraîner des éruptions volcaniques, d'abord massives puis moindres.

Des études en laboratoire permettent de comprendre le fonctionnement des points chauds. Le matériel en mouvement aurait une forme de panache surmontant une queue plus étroite. De tels figures sont obtenues en chauffant localement un liquide. Le panache formé s'élève à vitesse constante d'autant mieux que sa tête et donc son volume sont importants.