Punto caldo

In geologia, un punto caldo (Hot-Spot in inglese) è un punto della superficie terrestre interessato da un'anomala risalita del mantello verso la superficie terrestre; è il caso, per esempio, delle isole Hawaii o dell'Islanda. Una caratteristica di queste aree vulcaniche è quella di essere collocate entro le placche tettoniche, invece che ai confini di quest'ultima come avviene con le aree vulcaniche che si sviluppano lungo i margini della teoria generale della tettonica a placche.

Yellowstone Caldera
Hot-spot posto sotto lo Yellowstone

Storia

Nel 1963 John Tuzo Wilson spiegò il fenomeno ipotizzando che l'origine del magma fosse una specie di colonna di fuoco, detta pennacchio (in inglese plume), del diametro di 100-250 km e localizzata all'interno del mantello terrestre[1]. Nel 1971 William Jason Morganti ipotizzò che, bloccato all'interno della Terra, il punto caldo non si sarebbe spostato: a spostarsi sarebbe stata invece la zolla. Ad esempio, il punto caldo all'origine della catena sottomarina Hawaii-Emperor sarebbe rimasto a una latitudine di circa 19° nord, mentre la zolla del Pacifico si sarebbe spostata verso nordovest di una decina di centimetri all'anno. Sarebbe stata pertanto la placca, e non il punto caldo, a spostarsi. Il magma, risalito in superficie, avrebbe dato origine a un'isola; il movimento continuo della placca allontanerebbe l'isola dal punto caldo, generando una nuova isola, continuando così il ciclo.[2] Ne risulta così una catena di vulcani allineati lungo il percorso della zolla, come una dorsale oceanica, ma asismica. Da allora, i punti caldi sono stati considerati dei punti fissi, stazionari, nello schema teorico della Tettonica a zolle.

Recenti indagini sulla catena sottomarina Hawaii-Emperor, tuttavia, hanno proposto che i punti caldi siano dotati di una certa mobilità.[3] Oggi quindi l'evidenza geologica mostra come la causa probabile sia la convezione degli strati superiori del mantello.[4][5]

I geologi hanno identificato 40 o 50 punti caldi sul pianeta. I più attivi sono quelli delle Hawaii, dell'isola di Réunion, di Yellowstone e dell'Islanda.

Origine

I punti caldi si originano nella parte più profonda del mantello, adiacente al nucleo esterno, all'interno del "livello D" ("D layer"), a una profondità di circa 2.900 km. Questo livello è costituito dai materiali più pesanti delle placche in subduzione, che affondando nel mantello si accumulano all'interfaccia con il nucleo. Il limite tra il mantello e il nucleo non è solamente un limite composizionale, ma anche termico: infatti la temperatura di circa 3.000 °C del nucleo esterno diminuisce di varie centinaia di gradi nei primi 200 km del mantello. I punti precisamente si innescano nelle aree dove viene trasferita una sufficiente quantità di calore dal nucleo esterno, liquido, al mantello.

Il plume risale nel mantello perché il materiale di cui è composto è più caldo e quindi meno denso e viscoso del materiale circostante, formando così un condotto cilindrico di circa 150 km di diametro. Una volta che il materiale arriva alla base della litosfera si ha fusione parziale e generazione di grandi quantità di magma. Qui la testa del plume si allarga, raggiungendo un diametro fino a 1.000 km. Il magma generato nella parte sommitale del plume penetra nella litosfera e porta all'estrusione di grandi volumi di basalti.

Lista di punti caldi attivi

Prominent hotspots
Mappa che mostra la posizione di alcuni dei punti caldi più importanti

Note

  1. ^ John Tuzo Wilson, A possible origin of the Hawaiian Islands, in Canadian Journal of Physics, vol. 41, 1963, pp. 863-870.
  2. ^ W. J. Morgan, Convection plumes in the lower mantle, in Nature, vol. 230, 5 marzo 1971, pp. 42-43, DOI:10.1038/230042a0.
  3. ^ John A. Tarduno, Punti caldi alla deriva, in Le Scienze, ed. ital. di Scientific American, nº 475, marzo 2008, pp. 89-93.
  4. ^ Laura Wright, Raising hot spots, 2008
  5. ^ Christiansen, R.L., G.R. Foulger, and J.R. Evans, Upper mantle origin of the Yellowstone hotspot (PDF), in Bull. Geol. Soc. Am., vol. 114, 2002, pp. 1245-1256.

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Collegamenti esterni

Catena sottomarina Hawaii-Emperor

La Catena sottomarina Hawaii-Emperor è un allineamento di isole e rilievi sottomarini, che si sviluppa per circa 3 600 miglia nautiche (5 800 km) nell'oceano Pacifico. La catena, la cui formazione è iniziata milioni di anni fa, comprende almeno 80 vulcani, per la maggior parte sottomarini.

Dorsale Carnegie

La dorsale Carnegie è una dorsale oceanica asismica sulla placca di Nazca che sta andando in subduzione al di sotto della placca sudamericana.

Si ritiene che la dorsale sia il risultato del passaggio della placca di Nazca sopra il punto caldo delle Galápagos

La dorsale prende il nome da una nave da ricerca americana, il brigantino "Carnegie" che la scoprì nel 1929.

Dorsale Juan Fernández

La dorsale di Juan Fernández è una catena di isole vulcaniche e di montagne sottomarine situata sulla placca di Nazca, al largo della costa occidentale del Cile, nella parte orientale dell'Oceano Pacifico.

Si estende in direzione ovest-est dal punto caldo Juan Fernández fino alla fossa di Atacama, alla latitudine di 33° S, nei pressi della città di Valparaíso. Le isole Juan Fernández sono gli unici picchi delle montagne sottomarine che emergono dalla superficie del mare.

Dorsale indiana sudorientale

La dorsale indiana sudorientale è una dorsale oceanica, un margine divergente di placche tettoniche, situata sul fondo dell'Oceano Indiano meridionale e dell'Oceano Pacifico, che si estende per circa 6.000 km, dalla tripla giunzione di Rodrigues, a ovest, alla tripla giunzione di Macquarie, a est. In particolare, questa dorsale forma il margine di placca tra la placca australiana e la placca antartica sin dall'Oligocene.La dorsale indiana sudorientale, che è il centro di accrescrimento più vicino al pianoro delle Kerguelen e al punto caldo delle isole Amsterdam e Saint-Paul, ha una velocità di allargamento media di 65 mm/anno e, poiché l'Antartide è virtualmente stazionaria, ciò implica uno spostamento verso nord-est della dorsale a una velocità pari a metà di quella sopracitata.Lungo la dorsale la velocità di allargamento varia dai 59 mm/anno vicino al meridiano 88°E ai 75 mm/anno alla longitudine 120°E.

Erebus (Antartide)

Il monte Erebus è un vulcano attivo alto 3.794 m s.l.m., situato in Antartide e più precisamente sull'isola di Ross.

È il secondo vulcano più alto dell'Antartide dopo il Monte Sidley, nonché il vulcano attivo più meridionale della Terra.

Il vulcano, attivo da circa 1,3 milioni di anni, è in attività costante dal 1972; sulle sue pendici si trova un osservatorio vulcanico gestito dal New Mexico Institute of Mining and Technology. All'interno del cratere si trova uno dei pochi laghi di lava al mondo.

Il monte Erebus è attualmente il vulcano più attivo dell'Antartide e rappresenta lo sbocco eruttivo del punto caldo Erebus.

Grande provincia ignea dei Caraibi

La Grande provincia ignea dei Caraibi (in lingua inglese: Caribbean large igneous province e abbreviata in CLIP) è un trappo e, data la sua estensione, costituisce in senso geologico una provincia magmatica o ignea.

È costituita da una vasta colata di lava basaltica che ha dato luogo alla formazione di una grande provincia ignea (LIP). È all'origine dell'attuale grande plateau oceanico del Pacifico orientale, di cui il plateau oceanico Caraibico-Colombiano rappresenta il residuo tettonico. I livelli più profondi del plateau basaltico risultano esposti nei suoi margini nella placca nordamericana e in quella sudamericana.

L'attività vulcanica nella provincia si sviluppò tra 139 e 69 milioni di anni fa, con il picco delle eruzioni tra 95 e 88 milioni di anni fa. Il volume del plateau basaltico è stato stimato in 4x106 km3 e è stato collegato al punto caldo delle Galápagos.

Intrusione Muskox

L’intrusione Muskox è un'intrusione mafica stratificata situata nel territorio del Nunavut, in Canada. È localizzata 144 km a nordest del Grande Lago degli Orsi e 90 km a sud di Kugluktuk, nel Coronation Gulf.

Si è formata durante un importante evento magmatico nel corso del Proterozoico, causata dall'attività di un punto caldo o dal vulcanismo collegato a un mantle plume sviluppatosi nelle vaste colate basaltiche del Gruppo del Coppermine River.

L'intrusione ha la forma di una fossa inclinata con una lunghezza esposta di 120 km e uno spessore o dimensione verticale originaria di 6 km. La tipologia delle rocce presenti include picrite, peridotite, dunite, pirossenite, gabbro e granofiri. Un dicco di alimentazione del gabbro di olivina è esposto al disotto della sequenza inclinata.La datazione al potassio-argo della regione indica un'età compresa tra 1095 e 1155 milioni di anni per l'intrusione Muskox, 1100-1200 milioni di anni per lo sciame di dicchi Mackenzie e 740-1200 per le colate basaltiche del Coppermine. Età più recenti sono interpretate come relative a successive intrusioni di sill di gabbro tra 604 e 718 milioni di anni fa. Ulteriori evidenze strutturali e stratigrafiche indicano che l'intrusione Muskox, lo sciame Mackenzie e le colate Coppermine appartengono allo stesso evento magmatico che portò alla formazione della Grande provincia ignea Mackenzie e che l'intrusione Muskox ha occupato la camera magmatica che alimentava il vulcanismo.

Microcontinente delle Seychelles

Il microcontinente delle Seychelles è un microcontinente che giace al di sotto delle isole Seychelles, nell'Oceano Indiano occidentale, costituito da rocce, nella fattispecie graniti, risalenti a circa 750 milioni di anni fa, quindi al tardo Precambriano.Gli affioramenti granitici che costituiscono le isole Seychelles, nell'Oceano Indiano centrale, sono state tra i primi esempi citati da Alfred Wegener come prova a sostegno della teoria della deriva dei continenti. La responsabilità della separazione di questo spesso frammento continentale da un continente più vasto, in questo caso il subcontinente indiano, è da ricercarsi nell'interazione dorsali-punto caldo.Il fenomeno di rifting termo-indotto nel bacino della Somalia e la fagliazione trasforme lungo la zona di frattura di Davie iniziarono nel Triassico superiore, circa 225 milioni di anni fa, per poi proseguire ed intensificarsi quando il supercontinente della Gondwana iniziò il suo processo di frattura, nel Giurassico medio, circa 167 milioni di anni fa, a causa della separazione della Gondwana orientale, comprendente la placca antartica, il Madagascar, la placca indiana e la placca australiana dalla placca africana. La stessa Gondwana orientale poi, circa 120-115 milioni di anni fa, iniziò a fratturarsi quando l'India iniziò la sua migrazione verso nord.Quelle che saranno poi le future Seychelles subirono poi gli effetti di altri due processi di rifting che le porteranno a separarsi prima dal Madagascar e poi dall'India. Fra gli 84 e i 95 milioni di anni fa, infatti, un rifting trasforme iniziò a separare il Madagascar dal blocco Seychelles-India, spostando quest'ultimo verso nord. 84 milioni di anni fa poi, nel bacino delle Mascarene, iniziò, ad opera del punto caldo di Riunione, a formarsi della crosta oceanica, causando una rotazione del complesso Seychelles-India. Questo processo continuò fino a 66 milioni di anni fa quando un nuovo processo di rifting si innescò tra Seychelles e India, causandone la separazione e portando alla formazione della dorsale di Carlsberg, estremità nordoccidentale della dorsale medio-indiana. L'innesco di questo processo di frattura coincide con la massima attività vulcanica del punto caldo di Riunione che portò anche alla formazione dei trappi del Deccan e analisi di campioni di rocce vulcaniche prelevati dal pianoro oceanico della Seychelles hanno confermato la correlazione tra i due eventi.

Pianoro delle Kerguelen

Il pianoro delle Kerguelen è un pianoro oceanico e una grande provincia ignea dell'Oceano Indiano ed è considerato un vero e proprio continente sommerso.

Pianoro delle Mascarene

Il pianoro delle Mascarene è un pianoro oceanico, considerato un vero e proprio continente sommerso, situato a nord-est del Madagascar e che si estende su 2 000 chilometri di lunghezza tra le isole Seychelles a nord e l'isola di Riunione a sud.

Formato dell'attività vulcanica del punto caldo di Riunione, il pianoro delle Mascarene si estende su una area di oltre 115.000 chilometri quadrati, che lo rende il più grande plateau dell'Oceano Indiano, ad eccezione del pianoro delle Kerguelen, situato nell'estremo sud.

Plateau dell'Islanda

Il Plateau dell'Islanda è un plateau oceanico situato nella parte settentrionale dell'Oceano Atlantico e che è costituito dall'Islanda e dalla sua piattaforma e scarpata continentale. È situata su una zona di rift attivo della dorsale medio atlantica dalla quale sono stati emessi vasti plateau di basalto tholeiitico e grandi duomi di lava riolitica.Il plateau dell'Islanda è delimitato a sud dal Reykjanes Ridge, a ovest dalla dorsale Groenlandia-Islanda, a nord dalla dorsale Kolbeinsey e a est dalla dorsale Islanda-Faeroer. Consiste di una grande provincia ignea che è stata vulcanicamente attiva almeno fino al Miocene.Il plateau è un esempio di interazione dorsale-punto caldo.

Plateau delle Azzorre

Il Plateau delle Azzorre o Piattaforma delle Azzorre, è un plateau oceanico che include l'arcipelago delle Azzorre e la tripla giunzione delle Azzorre nell'Oceano Atlantico settentrionale. È stato formato circa 20 milioni di anni fa dal punto caldo delle Azzorre ed è tuttora associato ad un attivo vulcanismo.Il plateau è costituito da una grande provincia ignea di forma grossolanamente triangolare che si trova a meno 2.000 m al di sotto del livello del mare.

Punto caldo del New England

Il Punto caldo del New England o New England hotspot è un punto caldo che ha lasciato una forte impronta vulcanica in una striscia che, dall'attuale Ontario, si allunga in direzione sud ovest fino davanti alle coste dell'Africa nordoccidentale.

Punto caldo dell'Islanda

Il punto caldo dell'Islanda è un punto caldo responsabile dell'intensa attività vulcanica che ha formato l'isola dell'Islanda.

Punto caldo della Riunione

Il punto caldo della Riunione è un punto caldo vulcanico che attualmente giace al di sotto dell'isola della Riunione (La Réunion in francese), un dipartimento d'oltremare francese nell'arcipelago delle isole Mascarene, nell'Oceano Indiano occidentale. La dorsale Chagos-Laccadive e la parte meridionale del pianoro delle Mascarene sono tracce evidenti dell'attività vulcanica di questo punto caldo.Si pensa che il punto caldo di Riunione sia stato attivo per oltre 66 milioni di anni e si ritiene che una sua enorme eruzione, 66 milioni di anni fa, abbia originato i trappi del Deccan, una serie di vaste colate di lava basaltica solidificata che copre parte dell'India centrale arrivando a uno spessore di 2.000 m e a un'estensione totale di 500.000 km², generando anche lo sciame di faglie che ha portato alla divisione dell'India dall'arcipelago delle Seychelles e quindi dal pianoro della Mascarene. Tale eruzione all'origine della formazione dei trappi del Deccan è avvenuta grosso modo in coincidenza con l'estinzione dei dinosauri e ciò ha quindi portato ad alcune ipotesi circa la correlazione dei due avvenimenti.

Man mano che la placca indiana si è spostata verso nord-ovest il punto caldo ha continuato la sua attività portando alla formazione di una serie di isole vulcaniche e plateau oceanici. Resti di questa attività, formati tra i 60 e i 45 milioni di anni fa, sono gli arcipelaghi delle isole Laccadive, Maldive e Chagos che sono via via emersi dal fondo marino. Circa 45 milioni di anni fa, quella che era ancora una zona di rift e che sarebbe diventata poi la dorsale medio-indiana e quindi un vero e proprio margine divergente, oltrepassò, nel movimento delle placche verso nord-ovest, il punto caldo di Riunione a una latitudine di circa 18-20°S, facendolo così passare al di sotto della placca africana da quella che allora era la placca indo-australiana.

Sembra che il punto caldo abbia fortemente rallentato la sua attività in un periodo che va da 45 a 10 milioni di anni fa per poi riattivarsi del tutto e portare alla formazione delle isole Mauritius, Riunione (o Réunion) e Rodrigues. In particolare, l'isola di Mauritius e la dorsale di Rodrigues si sono formate tra i 10 e gli 8 milioni di anni fa mentre le isole di Rodrigues e di Riunione sono state create negli ultimi due milioni di anni.

Il Piton de la Fournaise, un vulcano a scudo nella regione sudorientale di Riunione, di cui costituisce circa il 40% della superficie, è uno dei vulcani più attivi del mondo, le sue ultime eruzioni risalgono a giugno 2014, ad agosto 2015 e a maggio-giugno 2016.

Punto caldo di biodiversità

Un punto caldo di biodiversità (o anche hotspot di biodiversità) è una regione geografica con una significativa riserva di biodiversità che è a rischio a causa dell'uomo. Nomran Myers ha introdotto il concetto in due articoli pubblicati sul "The Environmentalist" nel 1988 e nel 1990, rivisto poi da Myerse altri in “Hotspots: Earth's Biologically Richest and Most Endangered Terrestrial Ecoregions”.

Per essere qualificata come un punto caldo della biodiversità una regione deve avere due criteri: deve contenere almeno lo 0,5% o 1.500 specie endemiche e deve avere perso almeno il 70% della sua vegetazione primaria. Nel mondo 34 aree sono classificate come hotspot.

Rift

In geologia, per rift (in inglese: «frattura, spaccatura») si intende una regione in cui la crosta terrestre e la litosfera si trovano in condizioni tettoniche distensive e vengono separate sotto l'azione di forze di trazione generate dai movimenti convettivi del mantello terrestre sottostante. Caratteristiche tipiche sono la presenza di sistemi di faglie distensive, con andamenti lineari che strutturalmente suddividono la regione in blocchi relativamente abbassati, i graben, interposti fra blocchi relativamente rialzati, gli horst, delineando una rift valley caratterizzata da fagliamento normale parallelo ai fianchi sollevati su ciascun lato, con possibile presenza di faglie listriche che tendono a far basculare i blocchi con l'aumentare della separazione fra i margini dell'area a causa dell'espansione del rift.

L'asse dell'area di rift contiene comunemente rocce vulcaniche e il vulcanismo attivo è parte di molti, ma non di tutti, i sistemi attivi di rift. I rift, solitamente impostati in aree continentali, possono indicare la fase incipiente di una situazione di separazione crostale, a cui può seguire la creazione di un margine di placca distensivo con l'evoluzione ad una condizione di dorsali oceaniche, dove si crea una nuova crosta oceanica e una nuova litosfera per l'espansione del fondale oceanico e la divisione di una placca tettonica in due placche in separazione.

I rift abortiti sono fratture antiche o moderne dove la formazione di rift continentali è iniziata ma non è continuata. Tipicamente la transizione dalla formazione di rift all'allargamento si sviluppa in presenza di tre rift che convergono su un punto caldo. Due di questi evolvono fino all'allargamento del fondale marino, mentre il terzo alla fine abortisce, divenendo un aulacogeno.

Riunione (isola)

L'isola della Riunione o ufficialmente, e più semplicemente, la Riunione (in francese Île de la Réunion o, ufficialmente, La Réunion) è un'isola dell'oceano Indiano occidentale costituente un dipartimento e regione d'oltremare della Francia. Il suo capoluogo è Saint-Denis.

Di una superficie di 2 512 km2, la Riunione appartiene all'arcipelago delle Mascarene ed è situata a circa 684 km ad est del Madagascar e a 172 km a sud-ovest di Mauritius. Si tratta di un'isola di origine vulcanica creata dall'omonimo punto caldo; culminando a 3 071 m con il Piton des Neiges, la sua cima più elevata, essa presenta un rilievo molto scosceso e caratterizzato da un'erosione molto marcata. Il Piton de la Fournaise, situato nel sud-est dell'isola, è uno dei vulcani più attivi al mondo. In virtù del suo clima tropicale la Riunione vanta un'eccezionale endemismo.

Verosimilmente scoperta dagli arabi nel Medioevo e da loro chiamata Dina Morgabin (l’isola che riposa), la Riunione venne popolata solamente a partire dalla metà del XVII secolo, circa 150 dopo la sua prima apparizione nelle carte nautiche portoghesi. Divenne poi scalo della Compagnia francese delle Indie orientali col nome di isola Borbone e poi, a partire dal 1710, una vera e propria colonia francese con un'economia basata sulla coltivazione del caffè. Diventata una società di piantagione, al termine delle guerre napoleoniche la sua produzione agricola è convertita a quella della canna da zucchero. L'isola venne quindi definitivamente battezzata con il suo nome attuale nel 1848, anno in cui vi venne anche abolita la schiavitù.

L'isola ha quindi conosciuto una rampante crisi economica a partire dagli anni settanta dell'Ottocento. La Riunione diventa quindi dipartimento francese nel 1946. Nonostante la sua appartenenza alla zona euro il suo tessuto produttivo resta strutturalmente fragile e fortemente dipendente dalla Francia metropolitana. Vi si rileva infatti un tasso di disoccupazione particolarmente elevato, dell'ordine del 29% (e del 60% presso i giovani). Il primo settore economico dell'isola è oggi rappresentato dal turismo.

Secondo l'ultimo censimento, a gennaio 2015 la popolazione era di 850 727 abitanti, principalmente concentrati lungo le coste dove si trovano i principali centri abitati tra cui il capoluogo Saint-Denis.

La società locale è caratterizzata da un'età media piuttosto bassa e da una spiccata multietnicità, trovandovi infatti posto persone di origine europea, africana, malgascia, indiana, annamita, malese e cinese. Questa diversità influenza notevolmente la cultura della Riunione, di cui sono elementi distintivi la sua lingua, il creolo delle Riunione, la sua cucina o ancora la sua musica.

Dal punto di vista amministrativo il territorio è diviso in 4 arrondissement e 24 comuni. Ha come dominio di primo livello: .re, .fr e .eu.

Sciame di dicchi Mackenzie

Lo sciame di dicchi Mackenzie (o semplicemente dicchi Mackenzie) forma una grande provincia ignea nel settore occidentale dello scudo canadese, in Canada. Lo sciame fa parte della grande provincia ignea Mackenzie ed è uno della trentina di sciami di dicchi presenti in varie parti dello scudo canadese.

I dicchi Mackenzie rappresentano il più vasto sciame di dicchi conosciuto sul nostro pianeta. Si estendono in direzione nordovest per oltre 500 km in larghezza e 3.000 km in lunghezza, attraversando tutto il Canada dall'Artide fino alla regione dei Grandi Laghi.

I dicchi, di composizione mafica, si insinuano tra rocce dell'Archeano e del Proterozoico, tra cui quelle che fanno parte del Bacino Athabasca nel Saskatchewan, del Bacino Thelon nel Nunavut e del Bacino del lago Baker nei Territori del Nord-Ovest.

Si ritiene che l'origine dello sciame Mackenzie sia collegata a un mantle plume chiamato punto caldo Mackenzie. Circa 1.268 milioni di anni fa, il cratone Slave fu parzialmente sollevato e intruso dal gigantesco sciame di dicchi Mackenzie. Questo fu l'ultimo evento importante che influenzò il nucleo del cratone, anche se successivamente si registrò ancora del magmatismo mafico lungo i suoi bordi.

Struttura interna della Terra

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