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• raul rodriguez

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HOT SPOT (PUNTO CALIENTE)

Los puntos calientes (hotspot) son áreas de actividad volcánica alta en relación a sus entornos. A diferencia de otras áreas de vulcanismo como las zonas de subducción o las dorsales oceánicas el vulcanismo de los puntos calientes no está necesariamente asociado a las partes limítrofes de las placas tectónicas. Existen dos hipótesis principales sobre el origen de los puntos calientes: una que complementa la tectónica de placas relacionándolos con plumas de manto y otra en la que las fuerzas tectónicas de extensión hacen en gran medida innecesaria la existencia de estas plumas.

Sección esquemática a través del centro de la tierra, la cual muestra mejor la escala de la zona de subducción. La litosfera subducida se muestra lo mismo penetrando la discontinuidad a los 660 km que estancada sobre la discontinuidad.

Patrón global de volcanismo

Algunos puntos calientes se encuentran activos en los continentes (e.j. en el interior de Africa y uno se encuentra por debajo del Parque acionalYellowstone)

Teoría de plumas Esta teoría sugiere que hay plumas del manto que ascienden por convección desde el límite entre el núcleo y el manto en forma de diapiro. El ascenso de las plumas se debería al calentamiento del manto inferior por conducción de calor desde el núcleo terrestre, formando así una capa del manto gravitacionalmente inestable que saldría a flote en forma de diapiro y al topar con la corteza generaría grandes trapps (inundaciones basálticas), seguido de vulcanismo facilitado por el conducto que constituiría la cola del diapiro. Esta teoría fue presentada por primera vez en 1963, poco después del descubrimiento de la tectónica de placas, por el geofísico canadiense J. Tuzo Wilson y desde entonces ha sido modificada, considerándose ahora que los puntos calientes no son "fijos" como se contemplaba inicialmente y el origen de las plumas del manto no siempre se supone en el manto inferior.

Teoría de extensión La otra hipótesis postula que no es la alta temperatura del manto la causa el vulcanismo sino que zonas de movimiento divergente de la litosfera facilitan el ascenso pasivo de magma desde niveles poco profundos.

Punto Caliente de Hawai El punto caliente de Hawái es un punto caliente que se encuentra en el norte del océano Pacífico, cerca de las islas de Hawái. La pluma del manto de Hawái, uno de las zonas geológicas más conocidas y estudiadas del mundo, es responsable de la creación de la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador, una cadena de volcanes con una extensión de más de 5800 km, de las cuales cuatro son activos, dos son inactivos, y más de 123 son extintos, entre ellos muchos que son fuertemente erosionados y sumergidos bajo las olas como monte submarino o atolón. La cadena se extiende desde el sur de la isla de Hawái hasta el borde de la fosa de las Aleutianas, cerca de la frontera oriental de Rusia.

Aunque la mayoría de los volcanes del mundo afloraron por la actividad geológica en los límites de las placas tectónicas, el punto caliente de Hawái se encuentra lejos de estos límites. La teoría clásica sobre los puntos calientes, expuesta por primera vez en 1963 por John Tuzo Wilson, propone que una sola pluma del manto produce volcanes que a continuación, separados de su fuente por el movimiento de la placa del Pacífico, se vuelven cada vez menos activos y finalmente erosionan debajo del nivel del mar tras un proceso que dura millones de años. De acuerdo con esta teoría, la curva —con un ángulo de aproximadamente 60°— que separa los segmentos de los montes Emperador de la cadena, de los de Hawái, se debe a un cambio repentino en el movimiento de la placa del Pacífico. Sin embargo, investigaciones recientes de esta irregularidad llevaron la propuesta de la teoría del punto caliente movible en 2003, la que sugiere que los puntos calientes son móvibles en vez de fijos, y que la curva, que tiene una edad de 47 millones de años, fue causada por un cambio en el movimiento del punto caliente en vez del movimiento de la placa.

Cadena de islas Hawaiianas / montes submarinos del Emperador

Teoría del punto caliente estacionario de Wilson

Mapa con códigos de colores, de rojo a azul para indicar la edad de la corteza creada por la expansión del fondo oceánico. 2 indica la posición de la curva en la pista del punto caliente, y 3 indica la ubicación actual del punto caliente de Hawái.

John Tuzo Wilson propuso la existencia de larga duración de pequeñas áreas de magma excepcionalmente calientes debajo de la superficie de la Tierra; estos focos de calor crean plumas del manto térmicamente activas, que a su vez sostienen la actividad volcánica a largo plazo. Este vulcanismo en «medio de la placa» genera picos que se elevan desde un fondo marino sin rasgos particulares, inicialmente como montes submarinos y más tarde como islas volcánicas. La tectónica de placas causa la lenta deriva de la placa tectónica local —en el caso del punto caliente de Hawái, la placa del Pacífico— sobre el punto caliente, llevando sus volcanes con ella sin afectar la pluma del manto. A lo largo de cientos de miles de años, el suministro de magma al volcán se reduce lentamente y finalmente se extingue. Sin actividad volcánica para contrarrestar la erosión, el volcán se hunde lentamente bajo las olas, para nuevamente convertirse en un monte submarino. A medida que continúa el ciclo, se manifiesta un nuevo centro volcánico, y surge una nueva isla volcánica. Este proceso continúa hasta el colapso de la pluma del manto.

Con este ciclo de crecimiento e inactividad se genera una serie de volcanes durante millones de años, dejando un rastro de islas volcánicas y montes submarinos en el fondo del océano. Según la teoría de Wilson, los volcanes hawaianos deben ser progresivamente más viejos y más erosionados cuanto más lejos están del punto caliente, lo que se puede comprobar con

simple observación; la roca más antigua de las principales islas de Hawái es la de Kauaʻi que tiene una edad de aproximadamente 5.5 millones de años y es fuertemente erosionado, mientras que la roca en la isla de Hawái es comparativamente joven con una edad de 700 mil años o menos, con constantes erupciones que añaden nuevas capas de lava en el Kilauea, el actual centro del punto caliente. Otra consecuencia de su teoría es que la longitud y la orientación de la cadena sirve como un registro de la dirección y velocidad del movimiento de la placa del Pacífico. Una de las principales características del recorrido de Hawái es una repentina curva de 60° en una sección con una edad de 40-50 millones de años, y de acuerdo con la teoría de Wilson, esto es evidencia de un cambio importante en la dirección de la placa, un cambio que habría resultado en subducción a lo largo de gran parte del límite occidental de la placa del Pacífico. Esta parte de la teoría ha sido cuestionada recientemente, y la curva podría atribuirse al movimiento del propio punto de caliente. Los geofísicos creen que los puntos calientes se originan en uno de los dos principales límites ubicados en la profundidad de la tierra, ya sea en una interfaz somera en la parte inferior del manto entre una capa superior en convección y una capa inferior que no está en convección, o en una capa D'' ("D doble prima") más profunda, con una espesura de aproximadamente 200 km que se encuentra inmediatamente encima del límite núcleomanto. Se iniciaría una pluma de manto en la interfaz si la capa inferior más caliente produce un calentamiento de una porción de la capa superior más fría. Este porción calentada y menos viscosa de la capa superior se volverá menos densa debido a la expansión térmica, y subirá hacia la superficie como una inestabilidad Rayleigh-Taylor. Cuando la pluma del manto alcanza la base de la litosfera, la pluma la calienta y se produce masa fundida. Esta magma luego sube hacia la superficie, donde erupciona como lava. Los argumentos a favor de la validez de la teoría del punto caliente generalmente se centran en la evolución constante de la edad de las islas de Hawái y accidentes geográficos cercanos: la existencia de una curva similar en el recorrido del punto caliente de Macdonald, la cadena de montañas submarinas de las islas Marshall-Austral, ubicada directamente al sur; otros puntos calientes del Pacífico que siguen la misma tendencia de sureste a noroeste en posiciones relativas fijas, con la misma tendencia en progresión de edad; y estudios sismológicos de Hawái muestran un aumento de las temperaturas en el límite entre el núcleo y el manto, lo que indica la existencia de una pluma del manto.

Teoría del punto caliente superficial Otra hipótesis mantiene que los puntos calientes nacen de la interacción tectónica somera entre la litosfera y astenosfera. El área alrededor de Hawái era muy diferente hace unos 70 hasta 100 millones de años debido a cambios en los límites de placas, y puede haber existido una dorsal mediooceánica (la dorsal Pacífico-Kula) que desapareció en el Terciario temprano, hace unos 65 millones de años. Después de que cambios en la dinámica de placas resultaron en la desaparición de la dorsal, en el área puede haber establecido un suministro continuo de magma, así formando un punto caliente autosostenible, posiblemente respaldado por procesos más profundos en el manto. Sin embargo, la tomografía sísmica rechaza esta hipótesis, ya que muestra que la pluma del manto bajo el punto caliente de Hawái se extiende hasta el límite núcleo-manto.

Teoría del punto caliente movible El elemento más cuestionado de la teoría de Wilson es la cuestión si los puntos calientes realmente son estacionarios en relación a las placas tectónicas superpuestas. Muestras de núcleo ya recogidas por los científicos en 1963, sugieren que el punto caliente pueda haberse desplazado en el tiempo, al ritmo relativamente rápido de unos 4 cm por año durante la era del Cretácico tardío y Paleógeno temprano (81-47 Ma), en comparación, la dorsal mesoatlántica se ensancha a una velocidad de 2.5 cm por año. En 1987, un estudio publicado por Peter Molnar y Joann Stock descubrió que el punto caliente se desplaza en relación con el océano Atlántico; sin embargo, lo interpretaron como el resultado de los movimientos relativos de las placas del Pacífico y Norteamericana en lugar del desplazamiento del propio punto caliente. En 2001, el Ocean Drilling Program (actualmente fusionado con el Integrated Ocean Drilling Program), un esfuerzo internacional de investigación de los fondos marinos del mundo, financió una expedición de dos meses a bordo del buque de investigación JOIDES Resolución para recoger muestras de lava de cuatro montes submarinos sumergidos de la cadena del Emperador. La expedición realizó perforaciones en los montes submarinos de Detroit, Nintoku y Koko, que se encuentran todos en el extremo noroeste de la cadena, la parte más antigua. Estas muestras de lava, que fueron analizadas en 2003, sugirieron que el

punto caliente de Hawái era móvil, y que la curva se debe a un cambio en el movimiento del propio punto caliente. El científico John Tarduno dijo a National Geographic: La curva de Hawái fue utilizada como un ejemplo clásico de como una placa grande puede rápidamente cambiar de movimiento. Uno puede encontrar un diagrama de la curva HawáiEmperador en casi todos los libros de introducción a la geología que hay. Realmente es algo que llama la atención. Sin embargo, a pesar de representar un cambio importante, la alteración de dirección no fue registrada en declinaciones magnéticas, ni en las orientaciones de zonas de fractura o reconstrucciones de placas; tampoco era factible que una colisión continental pudiera haberse producido lo suficientemente rápido como para ocasionar una curva tan pronunciada en la cadena. Para comprobar si la curva era el resultado de un cambio de dirección de la placa del Pacífico, los científicos analizaron la geoquímica de las muestras de lava para determinar dónde y cuándo se formaron. La edad se determinó por medio de la datación radiométrica de isótopos radiactivos de potasio y argón. Los investigadores estimaron que los volcanes se formaron durante un período de hace 81 millones hasta 45 millones de años. Tarduno y su equipo determinaron dónde los volcanes se formaron mediante el análisis del mineral magnetita en las rocas. Cuando, después de una erupción volcánica, el lava caliente se enfría, pequeños granos dentro de la magnetita se alinean con el campo magnético de la Tierra, y se consolidan una vez que se solidifica la roca. Con el análisis de la orientación de los granos dentro de la magnetita, los investigadores lograron comprobar las latitudes en las cuales los volcanes se formaron. Los paleomagnetólogos llegaron a la conclusión de que el punto caliente de Hawái se había desplazado hacia el sur en algún momento de su historia, y que, hace 47 millones de años, la velocidad de este movimiento se redujo, o que tal vez incluso se paró por completo.

Punto Caliente de Galápagos La falla de Galápagos es un punto caliente volcánico en el océano Pacífico. Este responsable de la creación de las islas Galápagos así como tres importantes sistemas de montañas asísmicos, Carnegie, Cocos y Malpelo que están en dos placas tectónicas. El punto caliente está situado cerca del Ecuador terrestre en la placa de Nazca no lejos del límite de placa divergente con la placa de Cocos. El marco tectónico del punto caliente está complicado por la triple unión de Galápagos de las placas de Nazca y Cocos con la placa Pacífica. El movimiento de las placas sobre el punto caliente está determinado no únicamente por la

extensión a lo largo de las montañas sino también por el movimiento relativo entre la placa Pacífica y las placas de Cocos y Nazca. y luego las placas se convergen extrañamente.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD GEOLOGIA GEOFIA Y MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

CURSO Estudiante. RODRIGUEZ ECHEVARRIA RAUL. CURSO: Geotectónica TEMA: HOT SPOT (Punto Caliente) CUI: 20021825

2017