Une étude, dont les résultats intitulés «On the relative motions of long-lived Pacific mantle plumes» sont publiés dans la revue Nature communications, révèle que le point chaud de l'archipel des îles d'Hawaii n'est pas statique alors que les géologues ont longtemps pensé que la source profonde d'un point chaud l'était.

Rappelons tout d'abord que «l'ensemble des îles de Hawaii, d’Oahu, de Maui, et d’autres, constituent un archipel de 137 îles dans un alignement presque parfait», qui résulte «d'un volcanisme très actif qui prend sa source dans un point chaud, une remontée de roche chaude depuis les profondeurs du manteau»: en fait, «le panache transperce la plaque tectonique» qui «se déplace au-dessus du point chaud» de sorte que la lave qui rejoint la surface à chaque époque «dessine un alignement de volcans, de montagnes sous-marines et d’îles».

En partant de l’hypothèse que seule la plaque est en mouvement tandis que le source du point chaud est supposée statique, on peut, en se servant de la datation des volcans formés, «déterminer la direction et la vitesse de déplacement de la plaque tectonique associée» (une technique complétée par les données paléomagnétiques, c'est-à-dire «l’enregistrement des variations passées du champ magnétique dans les roches»).

Le problème avec le point chaud d'Hawaii est que sa trace en surface «est surprenante lorsqu’on la compare à celle du point chaud de Louisville, situé «sur la même plaque Pacifique, mais plus au sud, à la limite de la plaque Antarctique»: il est «à l’origine de la chaîne de montagnes sous-marines de Louisville, longue de 4 300 kilomètres et découverte en 1972».

Si les sources des points chauds étaient toutes les deux statiques, «les traces laissées en surface par ceux de Louisville et Hawaii, sur la même plaque tectonique, devraient être quasiment identiques», ce qui n'est pas le cas puisque «entre 60 et 48 millions d’années, la trace du point chaud de Hawaii s’est déplacée vers le sud, ce qu’on n’observe pas pour le point chaud de Louisville».

En vue de préciser le mouvement propre du point chaud de Hawaii, l'étude ici présentée a comparé ce mouvement à celui du point chaud de Louisville «et à un troisième plus récemment identifié : le point chaud de Rurutu, qui passe près de l’île de Rurutu en Polynésie Française» (il est dénommé aussi «point chaud d’Arago, car il est responsable de la formation de la chaîne de montagnes sous-marines d’Arago, découverte en 1993»).  

Grâce à une méthode de datation «utilisant les isotopes 39 et 40 de l’argon», ont pu être marquées dans le temps «la progression du point chaud de Rurutu et la formation de la chaîne de montagnes sous-marines associée».

Il est ainsi apparu «que les points chauds de Louisville et Rurutu se sont déplacés en tandem, sans variation marquée de leur distance relative» tandis que «le point chaud d'Hawaii a connu un déplacement d’environ 640 kilomètres par rapport à chacun des deux autres points chauds il y a entre 60 et 48 millions d’années, soit une vitesse de déplacement de près de 53 kilomètres par million d’années».

A partir de ces éléments, les simulations fondées sur des modèles géodynamiques ont alors «montré qu’il est possible d’expliquer les observations si on suppose que les points chauds prennent leur source dans la région du manteau proche du noyau à une profondeur de 2 800 kilomètres», ce qui donne une évaluation de «la profondeur à laquelle les points chauds trouvent leur source».