Punto caliente de Galápagos

El punto caliente de Galápagos es un punto caliente volcánico en el Pacífico oriental responsable de la formación de las Islas Galápagos, así como de tres importantes sistemas de dorsales asísmicas: Carnegie , Cocos y Malpelo, que se ubican sobre dos placas tectónicas. El punto caliente se encuentra cerca del ecuador , en la placa de Nazca, no lejos del límite de placas divergente con la placa de Cocos . El contexto tectónico del punto caliente se complica por la triple unión de Galápagos, que conecta las placas de Nazca y Cocos con la placa del Pacífico . El movimiento de las placas sobre el punto caliente está determinado no solo por la expansión a lo largo de la dorsal, sino también por el movimiento relativo entre la placa del Pacífico y las placas de Cocos y Nazca.

Se cree que el punto caliente tiene más de 20 millones de años y, durante ese tiempo, ha habido interacción entre el punto caliente, ambas placas y el límite de placas divergentes en el centro de expansión de Galápagos . Las lavas del punto caliente no presentan la homogeneidad característica de muchos otros puntos calientes; en cambio, existen indicios de cuatro grandes depósitos que lo alimentan. Estos se mezclan en distintos grados en diferentes lugares del archipiélago y también dentro del centro de expansión de Galápagos.

En 1963, el geofísico canadiense John Tuzo Wilson propuso la teoría de los "puntos calientes" para explicar por qué, si bien la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica ocurre en los límites de las placas tectónicas, parte de ella se produce lejos de ellos. La teoría sostenía que pequeñas áreas de magma, persistentes y excepcionalmente calientes, se ubican bajo ciertos puntos de la Tierra. Estos lugares, denominados "puntos calientes", proporcionan sistemas localizados de calor y energía (plumas térmicas) que mantienen una actividad volcánica prolongada en la superficie. Este vulcanismo da origen a montes submarinos que, con el tiempo, se elevan por encima de la corriente oceánica, formando islas volcánicas.

A medida que las islas se alejaban lentamente del punto caliente, debido al movimiento de las placas deslizantes, tal como lo describe la teoría de la tectónica de placas , el suministro de magma se interrumpía y el volcán entraba en estado latente. Mientras tanto, el proceso se repetía, formando una nueva isla, una y otra vez, hasta que el punto caliente colapsaba. La teoría se desarrolló para explicar la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador , donde se podían rastrear islas históricas hacia el noroeste en la dirección en que se mueve la placa del Pacífico. La teoría inicial situaba estas fuentes fijas de calor para las columnas de magma en las profundidades de la Tierra; sin embargo, investigaciones recientes han llevado a los científicos a creer que los puntos calientes son en realidad dinámicos y capaces de moverse por sí mismos. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El punto caliente de Galápagos tiene un entorno tectónico muy complejo . Se encuentra muy cerca de la dorsal oceánica entre las placas de Cocos y Nazca ; el punto caliente interactúa con ambas placas y la dorsal oceánica durante los últimos veinte millones de años, ya que su ubicación relativa con respecto a las placas ha variado. Basándose en gradientes de velocidad sísmica similares de las lavas de las dorsales de Carnegie, Cocos y Malpelos, existe evidencia de que la actividad del punto caliente ha sido el resultado de una única fusión prolongada del manto, en lugar de múltiples períodos de actividad e inactividad. ^{[ 3 ]}

En Hawái, la evidencia sugiere que cada volcán tiene un período de actividad distinto a medida que el punto caliente se mueve bajo esa porción de la placa del Pacífico antes de volverse inactivo y luego extinguirse y erosionarse bajo el océano. Este no parece ser el caso en Galápagos, en cambio, hay evidencia de vulcanismo concurrente en una amplia área. ^{[ 4 ]} Casi todas las Islas Galápagos muestran vulcanismo en el pasado geológico reciente, no solo en la ubicación actual del punto caliente en Fernandina. ^{[ 5 ]} La siguiente lista muestra las fechas de las últimas erupciones de los volcanes de Galápagos, ordenadas de oeste a este.

Se ha realizado un seguimiento del movimiento de las placas de Nazca y Cocos. La placa de Nazca se desplaza a 90 grados a una velocidad de 58 ± 2  km por millón de años. La placa de Cocos se desplaza a 41 grados a una velocidad de 83 ± 3  km por millón de años. ^{[ 3 ]} La ubicación del punto caliente a lo largo del tiempo se registra en la placa oceánica como las dorsales de Carnegie y Cocos.

La dorsal de Carnegie, situada en la placa de Nazca, tiene 600 km de longitud y hasta 300 km de ancho. Está orientada paralelamente al movimiento de la placa, y su extremo oriental tiene aproximadamente 20 millones de años. Presenta una prominente depresión a 86 grados oeste, donde la altura disminuye considerablemente, acercándose al fondo oceánico circundante. Se creía que la dorsal de Malpelo, de 300 km de longitud, formaba parte de la dorsal de Carnegie. ^{[ 6 ]}        

La Dorsal de Cocos es una  estructura de 1000 km de longitud ubicada en la placa de Cocos y está orientada paralelamente al movimiento de las placas desde la falla transformante de 91 grados oeste en el centro de expansión de Galápagos hacia la costa panameña. El extremo nororiental de la dorsal data de hace aproximadamente 13 a 14,5 millones de años. ^{[ 6 ]} Sin embargo, la Isla de Cocos , en el extremo norte de la dorsal, tiene solo 2 millones de años y, por lo tanto, se formó mucho después de que la dorsal se hubiera alejado del punto caliente. ^{[ 7 ]} La presencia de un marcado hiato sedimentario en los sedimentos de la Dorsal de Cocos indica que probablemente se plegó durante su subducción superficial inicial a lo largo de la Fosa Mesoamericana. ^{[ 8 ]}

El modelo actual para la interacción del punto caliente y el centro de expansión entre las placas de Cocos y Nazca intenta explicar las dorsales en ambas placas; la división entre la dorsal de Carnegie y la de Malpelo y la posterior actividad volcánica lejos del punto caliente. Ha habido ocho fases principales en los últimos 20 millones de años. ^{[ 6 ]}

1. Hace entre 19,5 y 14,5 millones de años, el punto caliente se ubicaba en la placa de Nazca, formando una dorsal combinada de Carnegie y Malpelo. El tipo de lava que erupcionó fue una mezcla de material de la columna de lava y manto superior empobrecido , similar al tipo de lava que se encuentra actualmente en las islas Galápagos centrales.
2. Desde hace 14,5 millones de años hasta hace 12,5 millones de años: el centro de expansión de Galápagos se desplazó hacia el sur y la dorsal se superpuso al borde sur del punto caliente. La menor cantidad de material erupcionado sobre la placa de Nazca dio como resultado la formación de la silla de montar en la dorsal de Carnegie. El desplazamiento de la ubicación del centro de expansión de Galápagos comenzó a separar la dorsal de Malpelo de la dorsal de Carnegie. La mayor parte de las lavas del punto caliente se crearon en la placa de Cocos, dando como resultado la formación de la dorsal de Cocos. Las lavas formadas aquí son similares a los tipos que erupcionaron en los volcanes en escudo occidentales de Galápagos, que son predominantemente columnas de lava.
3. Entre los 12 y los 11 millones de años: El punto caliente de Galápagos se encuentra centrado bajo el centro de expansión de Galápagos. Actualmente, abundan las lavas de tipo pluma en la dorsal de Cocos.
4. Hace 9,5 millones de años: finaliza la separación entre las dorsales de Carnegie y Malpelo.
5. Desde hace 5,2 millones de años hasta hace 3,5 millones de años: el centro de expansión de Galápagos experimenta otro salto en su dorsal, desplazándose hacia el norte con la columna de magma que ahora erupciona en la placa de Nazca, de forma similar a la orientación actual.
6. Hace entre 3,5 y 2 millones de años: Se forma un centro de expansión efímero con orientación este-oeste al norte del Centro de Expansión de Galápagos. Esta nueva falla fracasa, pero da lugar a actividad volcánica posterior al abandono y a la subsiguiente formación de la Isla del Coco y los montes submarinos circundantes. Alrededor del punto caliente predominan las lavas de la columna eólica.
7. Hace 2,6 millones de años: se produce una importante falla transformante al norte del punto caliente de Galápagos. Esto da lugar a un vulcanismo generalizado en el norte de Galápagos a lo largo del Lineamiento Wolf-Darwin y alrededor de la isla Genovesa . ^{[ 9 ]}
8. Situación actual  : El punto caliente de Galápagos se encuentra al sur del centro de expansión y existe una zonación geoquímica de la pluma.

El análisis de los isótopos radiactivos de las lavas en las islas del archipiélago de Galápagos y en la Dorsal de Carnegie muestra que existen cuatro grandes reservorios de magma que se mezclan en diversas combinaciones para formar la provincia volcánica. ^{[ 5 ] [ 10 ]}

Los cuatro tipos son:

• PLUMA: este es el magma asociado con la propia pluma y es similar a los magmas de otras islas oceánicas dentro del Pacífico. Tiene características de proporciones intermedias de estroncio (Sr), neodimio (Nd) y plomo (Pb). Las lavas de la PLUMA se encuentran predominantemente en el oeste de las islas, alrededor de las islas Ferdinandina e Isabela , que está cerca de la posición actual del punto caliente. Las lavas de la PLUMA que erupcionaron en Ferdinandina e Isabela son relativamente frías. Los análisis muestran que son hasta 100 grados Celsius más frías que las de Hawái. La causa de esto no se comprende completamente, pero puede deberse al enfriamiento en la litosfera o a que eran relativamente frías en el momento de su formación en el manto. ^{[ 7 ]} Luego se encuentran en cantidades menores en un patrón de herradura al norte y al sur de las islas centrales, mezclándose con los otros reservorios a medida que avanzan hacia el este. Las lavas de la PLUMA también se encuentran en las lavas del centro de expansión de Galápagos debido a la convección y mezcla de todas estas lavas. En el manto superior, las corrientes de convección transportan material del manto en ángulos poco pronunciados desde el sur del centro de expansión de Galápagos. Estas corrientes de convección arrastran magma de tipo pluma hacia el centro de expansión, donde posteriormente entra en erupción. ^{[ 5 ] [ 6 ]}
• DGM (Manto Empobrecido de Galápagos) presenta características similares a los basaltos de dorsales oceánicas del Pacífico y del Centro de Expansión de Galápagos. La fusión parcial del manto superior, como resultado de la expansión del centro, deja el material del manto empobrecido en algunos compuestos. Presenta bajas proporciones de isótopos de Sr y Pb y altas proporciones de Nd. El DGM se encuentra en las islas centrales de Galápagos, como Santiago , Santa Cruz , San Cristóbal y Santa Fe . Rellena el centro de la herradura formada por las lavas PLUME al oeste, norte y sur. ^{[ 5 ] [ 10 ] [ 11 ]}
• FLO – ( Floreana ), característico de las lavas de esa isla. Se cree que este reservorio proviene de la corteza oceánica subducida que ha sido arrastrada por la pluma del manto. Tiene proporciones enriquecidas de Sr y Pb y está enriquecido con elementos traza. ^{[ 10 ] [ 11 ]} FLO está asociado principalmente con la isla de Floreana y aparece en la mezcla de lavas dentro de las Galápagos a lo largo del lado sur del archipiélago y se diluye hacia el este y el norte de allí. ^{[ 10 ]}
• WD (Wolf Darwin) es único en el Pacífico y se asemeja al material de un sistema de dorsales oceánicas del Índico. Se encuentra en las islas Wolf y Darwin y en los montes submarinos que las conectan a lo largo del Lineamiento Wolf Darwin. Tiene una proporción de Pb única. ^{[ 10 ]} WD se localiza a lo largo del lado norte del archipiélago y se diluye hacia el este y el sur. ^{[ 5 ]}

• Gran provincia ígnea del Caribe
• Volcanes de las Islas Galápagos