Il punto caldo che alimenta il vulcanismo delle Hawaii non si è progressivamente raffreddato nel corso della sua storia, come ipotizzato finora, ma si è invece riscaldato di circa 250°C negli ultimi 47 milioni di anni. È quanto emerge da uno studio dell’Università delle Hawaii a Manoa, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters, che ribalta una delle principali teorie sull’evoluzione degli hotspot del mantello terrestre e individua nella temperatura del pennacchio magmatico il fattore determinante per la formazione dei più grandi vulcani hawaiani. Il lavoro è stato coordinato da Michael Garcia, professore emerito di Scienze della Terra della School of Ocean and Earth Science and Technology dell’Università delle Hawaii a Manoa.
Lo studio
I ricercatori hanno studiato la catena vulcanica hawaiana, composta da 65 vulcani distribuiti lungo oltre 3.500 chilometri e formatisi negli ultimi 47 milioni di anni mentre la placca pacifica scorreva sopra il pennacchio di materiale caldo che risale dal mantello terrestre. Uno degli aspetti più enigmatici della catena riguarda l’enorme variabilità del volume di lava emesso dai diversi vulcani, che può cambiare anche di cento volte. Per comprenderne le cause, gli autori hanno analizzato campioni di basalti ricchi di olivina provenienti da 16 vulcani, mettendo alla prova quattro possibili spiegazioni: variazioni dello spessore della litosfera, differenze nella composizione del magma, cambiamenti nella velocità della placca pacifica e variazioni della temperatura del pennacchio di mantello.
Per ricostruire quest’ultima è stato sviluppato un nuovo geotermometro capace di stimare la temperatura originaria delle lave nel momento della loro formazione in profondità nel mantello. I risultati sono stati integrati con le più recenti mappe batimetriche del fondale oceanico, consentendo di stimare con maggiore precisione anche le dimensioni dei diversi edifici vulcanici.
I risultati
L’analisi mostra una correlazione diretta tra la temperatura del pennacchio e il volume dei vulcani. Nel corso degli ultimi 47 milioni di anni, la temperatura del mantello è aumentata progressivamente, con due distinti impulsi di riscaldamento. Il primo, avvenuto tra 20 e 14 milioni di anni fa, ha dato origine al Phhonu, il più grande vulcano a scudo formatosi sulla Terra negli ultimi 60 milioni di anni. Il secondo, sviluppatosi negli ultimi sei milioni di anni, coincide invece con la formazione delle attuali isole Hawaii.
“È stata una sorpresa trovare una correlazione così forte tra temperatura del mantello e dimensioni dei vulcani“, ammette Garcia. Secondo il ricercatore, nessuna delle altre ipotesi considerate è riuscita a spiegare i dati con la stessa efficacia. Gli autori ipotizzano che il progressivo aumento della temperatura del pennacchio hawaiano possa essere collegato allo spostamento di materiale particolarmente caldo e denso presente nella parte più profonda del mantello terrestre, vicino al confine con il nucleo. Se confermata, questa interpretazione offrirebbe nuove informazioni sulla dinamica interna della Terra e sull’evoluzione dei grandi punti caldi che alimentano il vulcanismo intraplacca.