L’archipel d’Hawaï est un groupe de 132 îles, récifs et hauts-fonds dans l’océan Pacifique Nord qui s’étend sur environ 1 525 mi (2 454 km) de l’atoll de Kure (29°N, 178°W) à la grande île d’Hawaï (19°N, 156°W). Ce chapelet d’îles volcaniques géographiquement éloignées et géologiquement uniques constitue l’État américain d’Hawaï et comprend les huit principales îles hawaïennes de Ni’ihau, Kauai, Oahu, Molokai, Lanai, Maui, Kahoolawe et Hawaii. Les îles sont progressivement plus jeunes en âge géologique vers le sud-est ; Kauai et Ni’ihau ont environ 5 millions d’années, et la grande île d’Hawaii a moins de 0,5 million d’années. En effet, de nouvelles roches volcaniques se déposent au mont Kilauea sur Hawaii aujourd’hui.
Les îles Hawaii sont les sommets exposés des montagnes du plancher océanique les plus au sud, ou monts sous-marins, de la chaîne de monts sous-marins Hawaiian-Emperor. Cette ligne de 107 volcans, longue de 5 750 km, s’est formée au cours des 70 derniers millions d’années lorsque la plaque lithosphérique du Pacifique s’est déplacée vers le nord-ouest au-dessus d’un point chaud magmatique stationnaire dans le manteau. Chaque volcan individuel de la chaîne de monts sous-marins s’est formé lorsque la chaleur du point chaud hawaïen a fait fondre la croûte océanique sus-jacente et a généré de la roche en fusion flottante, ou magma, qui a migré vers le haut et a fait éruption sur le fond marin sous forme de lave. De nombreuses coulées de lave successives se sont ensuite amalgamées pour former des monts sous-marins composés principalement d’une roche volcanique riche en fer et en magnésium, ou mafique, appelée basalte. Certains de ces monts sous-marins ont fini par devenir suffisamment grands pour émerger au-dessus du niveau de la mer. Les monts sous-marins Hawaii-Empereur sont des exemples de volcans basaltiques à faible pente et à base large, appelés volcans boucliers. Le Mauna Loa, le pic volcanique central d’Hawaï, est la montagne la plus haute et la plus massive du monde lorsqu’on la mesure depuis sa base sous-marine. Son altitude totale est d’environ 10 km (32 000 pieds) et sa base couvre une superficie équivalente à celle de l’État américain du Connecticut.
La migration continue vers le nord-ouest de la plaque Pacifique à raison de 9 cm/an (3,4 in/year) a entraîné tous les monts sous-marins, à l’exception des plus récents de l’empereur d’Hawaï, loin du point chaud. Lorsqu’un mont sous-marin s’éloigne du point chaud, l’activité volcanique cesse, sa base rocheuse se refroidit et il commence à s’enfoncer dans la croûte océanique environnante. Une île océanique vieillissante s’enfonce alors sous le niveau de la mer, et l’érosion des vagues nivelle le pic volcanique, créant ainsi un mont sous-marin au sommet plat appelé guyot. Parfois, les récifs coralliens qui bordent une île volcanique continuent de se développer après que l’île se soit affaissée sous le niveau de la mer, créant une île carbonatée en forme d’anneau appelée atoll ou île annulaire. Le naturaliste anglais Charles Darwin (1809-1882) a suggéré pour la première fois cette explication de la formation des atolls lors du voyage du HMS Beagle de 1831 à 1836.
Par ce mécanisme de formation et d’affaissement séquentiel des îles, le point chaud hawaïen a perforé la plaque Pacifique d’une ligne de volcans plus jeunes et plus hauts vers le sud-est. La chaîne Hawaï-Empereur s’est propagée vers le nord, en commençant il y a au moins 70 millions d’années, l’âge du mont sous-marin Meiji dans la fosse des Aléoutiennes. Il y a environ 40 millions d’années, un coude dans la chaîne suggère un déplacement de la plaque vers le nord-ouest, peut-être dû à la collision du sous-continent indien avec l’Asie qui a créé les montagnes de l’Himalaya à cette époque. Depuis 40 millions d’années, la plaque du Pacifique s’est déplacée vers le nord-ouest, amenant le point chaud à sa position actuelle, sous la côte sud de l’île d’Hawaï. Le plus récent volcan de la chaîne Hawaï-Empereur, le mont sous-marin Lo’ihi, se forme actuellement sur le fond marin à environ 25 mi (40 km) au sud-est d’Hawaï.
Aujourd’hui, les géologues de l’observatoire des volcans hawaïens au mont Kilauea, et les visiteurs du parc national des volcans d’Hawaï, peuvent observer des éruptions volcaniques actives . La lave basaltique à faible viscosité jaillit des cheminées volcaniques à environ 1 000°C (1 830°F). La surface des coulées de lave à écoulement rapide se refroidit pour créer une peau à la texture rugueuse appelée pahoehoe. (Pahoehoe signifie « corde » en hawaïen.) Après le refroidissement de la surface d’une coulée, la lave peut continuer à se déplacer sous la surface dans des tubes de lave. Parfois, des gaz volatils dissous s’échappent pendant le refroidissement, et la lave forme un enchevêtrement de blocs pointus appelés aa. Lorsque la lave s’écoule dans l’océan, elle se refroidit très rapidement pour former du basalte en coussins, la texture basaltique sous-marine la plus courante. Les îles Hawaï sont le meilleur laboratoire naturel au monde pour l’étude de la dynamique des points chauds, du volcanisme basaltique et de la formation des îles océaniques.
Voir aussi Éruptions volcaniques ; évent volcanique
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