Een hotspot (in de geologie) is een gebied waar een kolom van abnormaal heet, opwaarts stromend gesteente, een zogenaamde mantelpluim, vanuit de diepe aardmantel opstijgt tot aan de lithosfeer. De lithosfeer bestaat uit de aardkorst en het vaste bovenste deel van de aardmantel waarop tektonische platen drijven. Het opstijgende gesteente veroorzaakt lokale smelting in de mantel. Hierdoor ontstaat magma, dat via de aardkorst in de vorm van lava kan uitbreken en vulkanische activiteit veroorzaakt. Hotspots veroorzaken zo vulkanische activiteit dat onafhankelijk is van de beweging van tektonische platen en plaatgrenzen.
Hotspots produceren vaak lineaire vulkaanketens (ofwel rijen vulkanische eilanden of onderzeese bergketens) die de beweging van de aardplaat over de hotspot weerspiegelen. Waarbij de jongste vulkanen direct boven de mantelpluim liggen en oudere vulkanen geleidelijk verder weg.
Ontstaan
Een hotspot is dus een plek waar vulkanisme plaatsvindt dat niet gerelateerd is aan de beweging van tektonische platen. Hotspots ontstaan daar waar een mantelpluim onder de aardkorst aanwezig is. De hete mantelpluim smelt lokaal de lithosfeer die boven de mantelpluim ligt. Het opstijgende magma veroorzaakt vervolgens vulkanisme en vormt vulkanen. Omdat de mantelpluim stationair is en de tektonische plaat beweegt, ontstaat een keten van vulkanen. Waarbij de vulkanen ouder zijn naarmate deze verder van de hotspot verwijdert zijn.
Een vulkaan boven een hotspot barst niet eeuwig uit. Beweging van tektonische platen (ook wel platentektoniek genoemd) voert de vulkaan uiteindelijk van de hotspot-bron weg, waardoor het vulkanisme stopt en de vulkaan uitsterft.
Nieuwe vulkanen vormen zich vervolgens boven de hotspot, waardoor een continue opeenvolging van vulkanisme ontstaat die vulkanische bogen produceert. Waarbij de jongste vulkanen direct boven de mantelpluim liggen en oudere vulkanen geleidelijk verder langs de bewegingsrichting van de plaat. De Hawaïaanse eilanden zijn het beste voorbeeld van zo’n keten, met eilanden die ouder worden en meer geërodeerd zijn naarmate ze verder van de hotspot verwijderd zijn.
Rol van magma bij hotspots
Het magma dat bij hotspots vrijkomt (vooral op een oceanische korst) heeft meestal een mafische (basaltische) samenstelling. Dit magma is relatief dunvloeibaar en bevat minder silica, waardoor uitbarstingen meestal minder explosief zijn dan bij vulkanen gevormd bij subductiezones (langs convergente plaatgrenzen).
Wanneer een hotspot echter onder continentale korst ligt, zoals bij Yellowstone, smelt het opstijgende mafische (basaltische) magma de continentale korst die rijk is aan silica. Hierdoor veranderd de samenstelling van het magma en wordt deze silica-rijker ofwel felsischer. Waardoor explosievere erupties ontstaan.
Soorten vulkanen
Het soort vulkaan dat ontstaat, wordt met name bepaald door de samenstelling van het magma. Magma dat ontstaat op een oceanische korst is silica-arm, omdat het gesteente dat deze oceanische korst vormt een laag silicagehalte heeft. Continentale korst heeft een hoog silicagehalte. Waardoor het magma dat ontstaat op een continentale korst silica-rijk is.
Het silica-gehalte bepaalt voor een groot gedeelte de eigenschappen die een magma vertoont, zoals de vloeibaarheid en explosiviteit. Deze eigenschappen beïnvloeden vervolgens de vorming van de vulkaan en daarmee het soort vulkaan dat ontstaat.
Oceanische hotspot
Boven oceanische hotspots ontstaan vooral schildvulkanen (zoals Hawaï). Deze vulkanen hebben flauwe hellingen en produceren vloeiende lavastromen. De magma die is ontstaan op deze oceanische korst heeft een lager silica-gehalte, waardoor deze een lage viscositeit (stroperigheid) heeft. Het minder viskeuze mafische (basaltische) magma zorgt voor minder explosief vulkanisme.
Continentale hotspot
Bij hotspots onder continentale korst wordt meer explosief vulkanisme veroorzaakt, zoals bij de Yellowstonecaldera. Het magma heeft hier een felsische samenstelling met een hoog silica-gehalte, hoge viscositeit (stroperigheid) en veel opgeloste vulkanische gassen. Dit dikvloeibaar, silica- en gasrijk magma kan heftige erupties geven. Bij continentale hotspots ontstaan dan ook vaak stratovulkanen, caldera’s en lavakoepels.
Hotspots en Tektonische Platen
Omdat de hotspot relatief stil staat en tektonische platen bewegen, ontstaat een typische rij vulkanen die van jong naar oud loopt in de richting van de plaatbeweging. Dit maakt het mogelijk voor vulkanologen om de snelheid en richting van de plaatbeweging nauwkeurig af te lezen.
De hotspot-hypothese staat in contrast met vulkanisme in subductiezones, dat wordt aangedreven door convergentie van tektonische platen en het vrijkomen van water uit de onderduikende plaat. Wat de smelttemperatuur van het gesteente doet dalen en zo magma produceert.
Bekende Hotspots
Enkele bekende hotspots zijn Hawaï, IJsland, Yellowstone en Galápagos. De Hawaïaanse hotspot is misschien wel het meest bekend. Deze hotspot is verantwoordelijk voor een rij van vulkanische eilanden in de Grote Oceaan, waaronder actieve schildvulkanen zoals Mauna Loa. Een andere bekende hotspot is de IJslandse hotspot. Hier is sprake van een bijzondere situatie. Deze hotspot is namelijk gelegen op de Mid-Atlantische Rug. Hier is dus sprake van een combinatie van hotspot-vulkanisme en divergente-plaatgrens-vulkanisme met hoge lava-uitstoot. Deze unieke geologische combinatie leidt tot de kenmerkende IJslandse erupties. Ook beroemd is de Yellowstone hotspot die zich onder het Noord-Amerikaanse continent bevindt. Deze is bekend door zijn supervulkanen en explosieve rhyolietuitbarstingen. Tenslotte is er nog de Galápagos hotspot, die vulkanisme en unieke ecosystemen veroorzaakt op eilanden in de Stille Oceaan.
