L'origine volcanique des îles hawaïennes

Des volcanismes volumineux se produisent aussi bien au niveau des rides médio-océaniques (aussi appelées des dorsales océaniques, à la jonction entre deux plaques tectoniques), que le long des arcs d'îles océaniques (Sleep, 1992).

Ces arcs d'îles volcaniques perdus au milieu de l'océan, loin des continents, sont généralement le fruit d'un volcanisme de point chaud (bien que ce ne soit pas toujours le cas, comme pour l'Islande ou Jan Mayen, par exemple, qui sont toutes deux des îles issues d'un volcanisme de dorsale (e.g. Sleep, 1992 ; Hilgen et al. 2012 ; Brandsdóttir et al., 2015).

L'évolution des îles formées par les points chauds a été étudiée aussi bien à Hawaii (e.g. Sleep, 1992 ; Norton, 2007 ; Tarduno, 2007 ; Torsvik et al., 2017 ; Fitton et al., 2021), qu'aux Canaries (e.g. Anguita & Hernán, 1975 ; Carracedo et al., 1998 ; Paris & Carracedo, 2001) et ailleurs (Galapagos, La Réunion, etc.). Étudier ces environnements particuliers permet notamment d'obtenir des informations sur les sources de magma dans le manteau, mais aussi sur les processus de transport du magma et sur la relation entre les basaltes des rides médio-océaniques (donc des dorsales), le manteau et les plumes (ou panaches) mantelliques (qui donnent donc les points chauds) (e.g. White et al., 1993 ; Hildenbrand et al., 2004 ; Vezzoli & Acocella, 2009).

Les îles hawaïennes font partie des arcs volcaniques intraplaques ayant apporté le plus de réponses sur la chronologie de formation des archipels de point chaud.

De fait, les chercheurs ont pu déterminer l'existence de quatre stades d'évolution des îles volcaniques de ce type :

• Le stade pré-bouclier volcanique : durant cette première phase, de petits volumes de balsaltes alcalins sous-marins sont émis.
• Le stade principal de construction du bouclier volcanique : durant cette seconde phase, les éruptions produisent de volumineuses quantité de basalte tholéiitique (cela peut représenter jusqu'à 95% du volume de l'édifice volcanique (e.g. Vezzoli & Acocella, 2009).
• Le stade post-bouclier volcanique : durant cette phase, la lave émise produit à nouveau de petits volumes de basaltes alcalins, cette fois associés à des basaltes de transition et à des produits plus évolués, comme des trachybasaltes ou même des trachytes.
•  Le stade de repos : durant cette dernière phase, la province volcanique reste tranquille durant une longue période de temps pouvant s'étendre sur 2,5 millions d'années. Commence alors le stade post-érosion, avec une activité qui se redynamise en émettant de très faibles volumes de basaltes alcalins et de basanite. 

Petite note de géologue

Le cas de l'archipel d'Hawaii est très particulier, car la lithosphère est particulièrement épaisse dans cette zone.
Pourtant, les basaltes de l'archipel sont essentiellement tholéiitiques, ce qui témoigne d'un panache mantellique particulièrement chaud, autour de 1500°C, avec fusion partielle des péridotites du manteau juste en-dessous de la lithosphère par décompression sèche.
Un tel panache mantellique a une viscosité plus faible avant le début de la fusion des roches du manteau, puis la fusion se fait sur une grande étendue et la décompression se produit à la base de la lithosphère (Fitton et al., 2021).

Science

Le rôle de l'épaisseur de la lithosphère dans la formation des îles océaniques et des monts sous-marins

Synthèse d'un article scientifique écrit par Fitton et al., 2021

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Science

Un changement dans le mouvement de la plaque Pacifique a causé l'angularité de la chaîne Hawaii-Empereur

Synthèse d'un article scientifique écrit par Torsvik et al., 2017

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Géo

Volcanisme de point chaud

Un point chaud se forme par la présence anormale de matériel mantellique profond et chaud, remonté depuis le manteau inférieur jusqu'à la base de lithosphère.

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