El archipiélago hawaiano es un grupo de 132 islas, arrecifes y bancos en el Océano Pacífico Norte que se extiende unos 2.454 km desde el atolón de Kure (29°N, 178°O) hasta la gran isla de Hawai (19°N, 156°O). Esta cadena de islas volcánicas geográficamente remotas y geológicamente únicas constituye el estado estadounidense de Hawai, e incluye las ocho islas principales de Hawai: Ni’ihau, Kauai, Oahu, Molokai, Lanai, Maui, Kahoolawe y Hawai. Las islas son progresivamente más jóvenes en edad geológica hacia el sureste; Kauai y Ni’ihau tienen unos 5 millones de años, y la gran isla de Hawai tiene menos de 0,5 millones de años. De hecho, hoy en día se están depositando nuevas rocas volcánicas en el monte Kilauea de Hawai.
Las islas hawaianas son las cimas expuestas de las montañas del fondo marino más meridionales, o montes submarinos, de la cadena de montes submarinos Hawai-Emperador. Esta línea de 5.750 km de 107 volcanes se ha formado en los últimos 70 millones de años a medida que la placa litosférica del Pacífico se ha desplazado hacia el noroeste sobre un punto caliente magmático estacionario en el manto. Cada uno de los volcanes de la cadena de montes submarinos se formó cuando el calor del punto caliente hawaiano fundió la corteza oceánica suprayacente y generó roca fundida flotante, o magma, que migró hacia arriba y entró en erupción en el fondo marino en forma de lava. Muchos flujos de lava secuenciales se amalgamaron para formar montes submarinos compuestos principalmente por una roca volcánica rica en hierro y magnesio, o máfica, llamada basalto. Con el tiempo, algunos de estos montes submarinos crecieron lo suficiente como para emerger por encima del nivel del mar. Los montes submarinos de Hawái y Emperador son ejemplos de volcanes basálticos con pendientes de bajo ángulo y bases anchas, llamados volcanes en escudo. El Mauna Loa, el pico volcánico central de Hawai, es la montaña más alta y masiva del mundo si se mide desde su base submarina. Tiene una elevación total de unos 10 km y su base cubre un área del tamaño del estado de Connecticut en Estados Unidos.
La migración hacia el noroeste de la Placa del Pacífico a una velocidad de 9 cm/año ha alejado del punto caliente a todos los montes submarinos, excepto a los más recientes. Cuando un monte submarino se aleja del punto caliente, la actividad volcánica cesa, su base rocosa se enfría y comienza a hundirse en la corteza oceánica circundante. Una isla oceánica envejecida se hunde entonces por debajo del nivel del mar y la erosión de las olas nivela el pico volcánico, creando un monte submarino de cima plana llamado guyot. A veces, los arrecifes de coral que rodean una isla volcánica siguen creciendo después de que la isla se haya hundido por debajo del nivel del mar, creando una isla de carbonato en forma de anillo llamada atolón o isla anular. El naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882) sugirió por primera vez esta explicación para la formación de atolones durante el viaje del HMS Beagle de 1831 a 1836.
Por este mecanismo de formación y hundimiento secuencial de islas, el punto caliente hawaiano ha perforado la Placa del Pacífico con una línea de volcanes que son más jóvenes y más altos hacia el sureste. La cadena hawaiana-emperador se propagó hacia el norte, comenzando hace al menos 70 millones de años, la edad del monte submarino Meiji en la Fosa de las Aleutianas. Hace unos 40 millones de años, una curva en forma de pata de perro en la cadena sugiere un cambio en el movimiento de la placa hacia el noroeste, posiblemente debido a la colisión del subcontinente indio con Asia que creó las montañas del Himalaya en ese momento. Desde hace 40 millones de años, la placa del Pacífico se ha desplazado hacia el noroeste, llevando el punto caliente a su posición actual bajo la costa sur de la isla de Hawai. El volcán más reciente de la cadena Hawai-Emperador, el monte submarino Lo’ihi, se está formando actualmente en el fondo marino a unos 40 km al sureste de Hawai.
Hoy en día, los geólogos del Observatorio Volcánico de Hawai en el monte Kilauea, y los visitantes del Parque Nacional de los Volcanes de Hawai, pueden observar erupciones volcánicas activas . La lava basáltica de baja viscosidad sale de los respiraderos volcánicos a unos 1.830°F (1.000°C). La superficie de las corrientes de lava que fluyen rápidamente se enfría para crear una piel de textura rugosa llamada pahoehoe. (Pahoehoe significa «cuerda» en hawaiano.) Después de que la superficie de un flujo se haya enfriado, la lava puede seguir moviéndose bajo la superficie en tubos de lava. A veces, los gases volátiles disueltos se escapan durante el enfriamiento, y la lava forma un amasijo de bloques afilados llamados aa. Cuando la lava fluye hacia el océano, se enfría muy rápidamente para formar basalto almohadillado, la textura basáltica submarina más común. Las islas hawaianas son el mejor laboratorio natural del mundo para el estudio de la dinámica de los puntos calientes, el vulcanismo basáltico y la formación de islas oceánicas.
Véase también Erupciones volcánicas; Chimeneas volcánicas