הרי מצולה מקובצים לעיתים קרובות בחבורות או שהם ארכיפלג ששקע. דוגמה קלאסית לכך הם הרי המצולה אמפרור (Emperor Seamounts), המשך כלפי צפון של איי הוואי. במקור היו אלו איים שנוצרו לפני מיליוני שנים על ידי פעילות געשית, ומאז שקעו מתחת לפני הים. שרשרת איים והרי מצולה ארוכה זו משתרעת לאורך אלפי קילומטרים צפונית מערבית לאי הוואי. הרי מצולה בודדים וכאלו שמקורם הגעשי אינו ודאי נפוצים פחות. דוגמאות כוללות את הרי המצולה: בולונס (Bollons Seamount), ארטוסתנס (Eratosthenes Seamount), אקסיאל (Axial Seamount) ורכס גורינג (Gorringe Ridge). אם היו מרכזים את כל הרי המצולה הידועים במקום אחד הם היו תופסים שטח בגודל של יבשת אירופה. השפע הגדול של הרי המצולה ממקם אותם בין המבנים הימיים והביומות הנפוצים ביותר ועם זאת הכי פחות מובנים.
גאולוגיה.
גאוכימיה והתפתחות.
מרבית הרי המצולה נבנו בתהליך געשי אחד או בשני תהליכים, אם כי מקורם של כמה מהם, דוגמת מתחם הרי המצולה של האי כריסמס (Christmas Island Seamount Province) הוא בחזקת תעלומה. הרי געש בסמוך לגבולות הלוחות ורכסים מרכז-אוקייניים נבנים בהתכה בשחרור לחץ של סלע המעטפת שאז צף אל פני השטח, בעוד שהרי געש שנוצרים בסמוך לאזורי הפחתה נוצרים משום שהלוחות הנוחתים מוסיפים ללוחות המתרוממים תרכובות כימיות נדיפות המורידות את נקודת ההתכה שלהם. לתהליך היוצר את הרי הגעש יש השפעה גדולה על החומרים הנפלטים בהתפרצות. קילוחי לבה מרכס מרכז-אוקייני וגבולות לוחות הם בעיקר בזלתיים (הן תולאיטיים והן אלקליים), שבעוד שקילוחים מהרי געש שנוצרים עקב הפחתה הם בעיקר לבות קאלק-אלקליניות. בהשוואה להרי מצולה של רכס מרכז אוקייני, הלבה מהרי מצולה באזור הפחתה מכילה בדרך כלל יותר נתרן, אלקלי, ושפע תרכובות כימיות נדיפות, ופחות מגנזיום, הלבה היא צמיגה יותר ולכן ההתפרצויות של הרי געש מסוג זה עזות יותר.
מהלך חייהם של כל הרי המצולה הגעשיים מתנהל לפי אותה תבנית של צמיחה, פעילות, שקיעה ולבסוף היכחדות. השלב הראשון באבולוציה של הר המצולה הוא פעילות ראשונית של בניית המדרונות והליבה כלפי מעלה מקרקעית הים. השלב הבא הוא פעילות געשית אינטנסיבית, שבמהלכה הר הגעש החדש פולט את כמעט כל (כ-98%) נפח המאגמה הכולל שלו. הר המצולה עשוי גם לצמוח מעל פני הים והופך לאי (לדוגמה בהתפרצות של הר הגעש התת-ימי הונגה טונגה בשנת 2009). לאחר תקופה של פעילות נפיצה בסמוך לפני הים, ההתפרצויות דועכות לאט. כשתדירות ההתפרצויות הולכת ופוחתת, והר המצולה מאבד את יכולתו לתחזק את עצמו, הר הגעש מתחיל להיסחף. ולאחר שבסופו של דבר ההר הפך להר געש כבוי (לפעמים אחרי תקופת התחדשות קצרה), הוא נשחק לחלוטין עקב פעולת הגלים עליו. הרי מצולה נבנים בסביבה אוקיינית, שהיא דינמית הרבה יותר מאשר הסביבה שבה מתפתחים מקביליהם על היבשה. אחת מתוצאותיה היא השתפלות אופקית של הר המצולה כאשר הוא נע על הלוח הנוחת לעבר אזור ההפחתה. שם הוא נוחת מתחת לשולי הלוח הרוכב ובסופו של דבר נהרס, אך הוא יכול להשאיר עדות למעברו באמצעות חציבת שקערורית בקיר הנגדי של שקע ההפחתה. מרבית הרי המצולה נמצאים כבר מעבר לשלב ההתפרצות, כך שהגישה של חוקרים לקילוחים מוקדמים מוגבלת לפעילות הגעשית האחרונה.
הרי הגעש של רכסים מרכז-אוקייניים נצפו כשהם פועלים על פי תבנית מסוימת של פעילות התפרצות. תבנית זו אובחנה לראשונה בהרי המצולה אמפרור של הוואי, אבל מאוחר יותר הוכח שזהו התהליך אותו עוברים כל הרי המצולה מהסוג של רכסים מרכז-אוקייניים. במהלך השלב הראשון הר הגעש פולט בזלת מסוגים שונים, תוצאה של טמפרטורות שונות של התכת המעטפת. בשלב השני, שלב הפעיל ביותר בחייהם, פולטים הרי געש של רכסים מרכז-אוקייניים בזלת תולאיטית עד אלקלית מתונה כתוצאה מאזור התכה נרחב יותר במעטפת. שלב זה מסתיים בקילוחים אלקליים בשלהי ההיסטוריה של ההתפרצויות, כאשר הקשר בין הר המצולה ומקור הגעשיות שלו מנותק עקב תנועת הקרום. כמה הרי מצולה חווים תקופת "התחדשות" קצרה, לאחר הפסקה של מיליון וחצי עד עשרה מיליון שנים, הקילוחים הם אלקליים מאוד וכוללים קסנוליתים רבים.
גאולוגים הוכיחו בתחילת המאה ה-21 שכמה הרי מצולה הם הרי געש תת-ימיים. שתי דוגמאות הן: לואיהי באיי הוואי וואילולואו במנואה (סמואה האמריקנית]).
סוגי לבה.
קילוחי הלבה הבולטים ביותר בהרי המצולה הם הקילוחים המכסים את מדרונותיהם. עם זאת, מחדרים, בצורת דייקים וסילים, מהווים חלק חשוב בצמיחה של הר המצולה. סוג הלבה הנפוץ ביותר הוא לבת כרים, המכונה כך עקב צורתה הבלתי רגילה. פחות נפוצים קילוחים משטחיים, שהרכבם זכוכית געשית המעידים על קילוחים בקנה מידה גדול הרבה יותר. במסלע של הרי מצולה במים רדודים סלעים השולטים הם סלעי משקע פירוקלסטיים. הם תוצאה של פעילות התפרצות של הרי מצולה בסמוך לפני המים, ויכולים גם להיווצר מבליה מכנית של סלע געשי קיים.
מבנה.
הרי מצולה יכולים להיווצר במגוון סביבות טקטוניות, ועקב כך יש מגוון נרחב של צורות של הרי מצולה, מהר חרוטי, דרך הר שפסגתו שטוחה ועד למבנים מורכבים. חלקם נמוכים מאוד ורחבים מאוד, כדוגמת קוקו גויו (Koko Guyot) והר דטרויט. אחרים, תלולים יותר דוגמת לואיהי והר בואי (Bowie Seamount). על חלק מהרי המצולה יש סלעים קרבונטיים או משקעים כסלע חיפוי (caprock).
ברבים מהרי המצולה יש סימנים למחדרים פלוטוניים, שעלולים לגרום להתנפחות, להגדיל את התלילות של המדרונות, ובסופו של דבר להתמוטטות של המדרון. יש בנוסף כמה תת-מחלקות של הרי מצולה. הראשונים הם גויו (guyot), הרי געש שפסגתם שטוחה. פסגות אלו חייבות להיות לפחות 200 מטרים מתחת לפני המים. קוטר של פסגות שטוחות אלו חייב להיות עשרה קילומטרים ומעלה. נוֹל (Knoll) הוא בליטה מוגבהת בודדת עד 1,000 מטרים, ופינאקל (pinnacle) הוא הר מצולה קטן דמוי עמוד.
אקולוגיה.
התפקיד האקולוגי של הרי מצולה.
להרי מצולה יש חשיבות אקולוגית גדולה מאוד לביומה שלהם, אבל תפקידם בסביבתם הטבעית נחקר מעט מדי. הרי המצולה בולטים מעל לקרקעית הים המקיפה אותם, ולכן מהווים מכשול לזרימת המים הרגילה, וגורמים למערבולות ולתופעות הידרולוגיות נלוות שבסופו של דבר גורמות לתנועת מים במקום שבמצב אחר היה מים עומדים בקרקעית אוקיינוס. נמדדו זרמים שהגיעו עד לחצי מטר בשנייה. בשל עליית מי העומק יש בהרי המצולה אוכלוסיות גדולות מהרגיל של פלנקטון, ולכן הרי מצולה הם אתרים שבהם דגים מתכנסים על מנת להיזון מהפלנקטון, ובתורם להיאכל על ידי דגים טורפים, ומשום כך הרי מצולה הם נקודות חמות מבחינה ביולוגית.
הרי המצולה הם בתי גידול לבעלי החיים הגדולים יותר, כולל מספר רב של דגים. הוכח שחלק מהמינים, כדוגמת הדגים "Allocyttus niger" (באנגלית black oreo) מסדרת הזאוסאים ו-"Ostorhinchus nigrofasciatus" (באנגלית blackstripe cardinalfish) מסדרת הדקראים נפוצים הרבה יותר על הרי מצולה מאשר בכל מקום אחר על קרקעית האוקיינוס. יונקים ימיים, כרישים, טונה וסילוניות, כולם מתכנסים על הרי מצולה על מנת להיזון, כמו גם כמה מינים של עופות ימיים כאשר פסגות ההרים קרובות מאוד לפני הים.
לעיתים קרובות מגיעות הפסגות של הרי המצולה קרוב לפני הים, סביבה טבעית נוחה יותר לבעלי חיים ימיים, ובכך מקיימים בתי גידול למינים ימיים שלא ניתן למצוא על קרקעית האוקיינוס העמוק שמסביב. כיוון שהרי מצולה מבודדים האחד ממשנהו הם יוצרים "איים תת-ימיים". בנוסף, כיוון שהם נוצרים מסלע געשי שהמצע שלו קשה הרבה יותר מקרקעית הים העמוק המכוסה במשקעים, קיים שוני בין הפאונה שמתקיימת עליהם לבין הפאונה שעל קרקעית הים. עובדות אלו הובילו להשערה המכונה "תאוריית האנדמיות של הרי המצולה" (Seamount Endemicity Hypothesis) הקובעת שבהרי המצולה מתקיימים מנגנוני בידוד שבעטיים הפאונה שעליהם מתאפיינת באנדמיות בולטת. עם זאת, מחקרים שבוצעו ב-2009, שהתמקדו בהר המצולה דייוידסון (Davidson Seamount; כ-120 קילומטרים דרומית מערבית למונטריי שבקליפורניה), הוכיחו שהרי המצולה אינם סביבה המעודדת אנדמיות באופן מיוחד, ועוררו ויכוח נמשך בהשפעה שיש להרי מצולה על אנדמיות. עם זאת, גם מחקרים אלו תומכים במסקנה שהרי המצולה מקיימים בית גידול למינים המתקשים לשרוד במקומות אחרים.
הסלעים הגעשיים שעל מדרונות הרי המצולה מאוכלסים בצפיפות בבעלי חיים מסנני מזון, במיוחד אלמוגים, המפיקים תועלת מהזרמים החזקים סביב הרי המצולה המספקים להם מזון. וזה בניגוד חריף לבית גידול טיפוסי בעומק הים, שבו בעלי חיים ניזונים ממה שהם מלקטים מהקרקעית. צמיחה נרחבת של אלמוגים באזור הטרופי יוצרת בסופו של דבר אטול בשלהי חייו של הר המצולה.
בנוסף, משקעים רכים נוטים להצטבר על הרי מצולה, ובהם אוכלוסיות של תולעים ימיות רב זיפיות ודל זיפיות וחלזונות. כמו כן נתגלו קסנופיופורים. הם נוטים לאסוף חלקיקים קטנים ובכך יוצרים מצעים המשנים את הרכב המשקעים ויוצרים בית גידול לבעלי חיים קטנים. בהרי מצולה רבים יש נביעות הידרותרמיות וסביבן קהילות של בעלי חיים מיוחדים לתופעה זו, למשל בהר המצולה סויו (Suiyo Seamount) והר המצולה לואיהי. כמו כן הרי המצולה מארחים קהילות של מיקרואורגניזמים שפעולת הגומלין הגאוכימית שבין מי הים לקרום הימי יוצרת עבורן בית גידול.