Les points chauds et Hawaï

Les îles hawaïennes sont à plus de 3200 km de la limite de plaques la plus proche, et pourtant le Kilauea est l'un des volcans les plus actifs de la Terre.

Des volcans au milieu d'une plaque

La plupart des volcans se trouvent aux limites des plaques, mais pas tous. Les îles hawaïennes, entièrement volcaniques, se situent au milieu de la plaque pacifique. En 1963, le géophysicien canadien J. Tuzo Wilson, qui avait aussi proposé l'existence des failles transformantes, a avancé une explication. Il avait remarqué que le volcanisme de lieux comme Hawaï durait très longtemps. Il en a déduit que de petites régions anormalement chaudes et durables, les points chauds, devaient se trouver sous la plaque et fournir de la chaleur. Cette chaleur fait fondre partiellement la roche, le magma traverse la plaque et entre en éruption au fond de l'océan. Au fil d'innombrables éruptions, le mont sous-marin grandit jusqu'à émerger et former une île volcanique.

Mais la plaque continue de bouger, tandis que le point chaud reste en place. Le mouvement de la plaque éloigne l'île de sa source de magma, ses volcans s'éteignent et un nouveau volcan se forme au-dessus du point chaud. Ce cycle se répète et laisse une longue traînée. Le HVO décrit le résultat : les huit principales îles hawaïennes sont constituées de 15 volcans, la partie la plus jeune d'une chaîne de plus de 129 volcans qui s'étire sur environ 6100 km dans le Pacifique nord. L'essentiel est immergé, sous forme de monts sous-marins et de guyots à sommet plat.

Une horloge au fond de l'océan

Si Wilson avait raison, les îles devaient être de plus en plus anciennes et érodées à mesure qu'on s'éloignait du point chaud. C'est bien le cas. Selon l'USGS, les plus vieilles roches de Kauai, à l'extrémité nord-ouest des îles habitées, ont environ 5.5 millions d'années et sont profondément érodées. Sur l'île d'Hawaï, à l'extrémité sud-est, les plus anciennes roches affleurantes ont moins de 0.7 million d'années, et de nouvelles roches se forment encore. Le plus vieux volcan daté, près de l'extrémité lointaine de la chaîne de l'Empereur, a 81 millions d'années. Un coude marqué de la chaîne, daté par le HVO de 43 millions d'années (certaines études plus récentes le situent plutôt vers 47 millions), témoigne d'un changement de direction de la plaque pacifique.

Ces nombres permettent de calculer une vitesse. Kauai et le Kilauea sont distants d'environ 528 km, et les plus vieilles roches de Kauai ont environ 5.5 millions d'années. La division donne à peu près 9.6 cm par an, une estimation grossière de la vitesse de déplacement de la plaque pacifique au-dessus du point chaud. Le plus jeune volcan de la chaîne est encore sous l'eau : le Kamaʻehuakanaloa, appelé Lōʻihi jusqu'en 2021, se trouve au large de la côte sud-est de l'île d'Hawaï. Sa dernière éruption remonterait à 1996, lorsque le HVO a enregistré 4377 séismes en environ un mois.

D'autres points chauds

Plus d'une centaine de points chauds ont été actifs au cours des 10 derniers millions d'années. La plupart se trouvent à l'intérieur des plaques, mais certains sont proches des dorsales océaniques, comme en Islande, aux Açores et aux Galápagos. Sous la plaque nord-américaine, le plus connu est Yellowstone : trois éruptions gigantesques au cours des deux derniers millions d'années y ont formé de grandes caldeiras. La chaleur alimente encore plus de 10 000 sources chaudes, geysers et mares de boue, et certaines parties de la région montent et descendent, avec des variations allant jusqu’à 1 cm par an. L'USGS ajoute une précision honnête : depuis la rédaction de sa brochure, les scientifiques débattent de l'origine réelle des points chauds dans des panaches profonds et fixes. Ce modèle simple reste donc à l'étude.