נקודה חמה (גאולוגיה)

בגאולוגיה, נקודה חמה היא אזור קטן יחסית על-פני כדור הארץ בו מתרחשת געשיות פעילה במשך תקופה ארוכה, שלא בשולי לוח טקטוני, ולכן לא ניתן להסבירה כתופעה של טקטוניקת הלוחות. ג'ון טוזו וילסון (John Tuzo Wilson), גאולוג קנדי, הגה ב-1963 לראשונה את הרעיון כי שרשרת של הרי געש דוגמת הוואי הם תוצאה של תנועה איטית של לוח טקטוני מעל נקודה חמה ה"קבועה" עמוק מתחת לפני כוכב הלכת. מאז זיהו הגאולוגים כ-60 נקודות חמות כאלה בהיקף כדור הארץ, כשהפעילות ביותר מביניהן מצויות מתחת לאיי הוואי, האי ראוניון, פארק ילוסטון, איי גלאפגוס ואיסלנד.
הנקודות החמות שזוהו אינן מפוזרות על-פני כדור הארץ בצורה אקראית. כל הנקודות החמות מצויות בשטח המהווה כ-50% משטח הפנים של כדור הארץ. יותר מכך, מתוך הנחה כי נקודה חמה יכולה לזוז ממקומה עד כ-20 מ"מ בשנה, זוהו כ-22 נקודות חמות (כ-50% מכלל הנקודות החמות הידועות) שהן אנטיפודיות (כלומר המצויות משני צדי כדור הארץ על ציר העובר דרך מרכז כדור הארץ), שמיקומן, והעובדה כי גיל היווצרותן המשוער קרוב, שוללים את האפשרות שמדובר בתופעה מקרית.

המאפיינים של הפעילות הגעשית בנקודה חמה

מרביתם של הרי הגעש שמקורם בנקודה חמה הם בזלתיים, משום שהם מתפרצים דרך הקרום הימי (דוגמת הוואי וטהיטי). משום כך, הם סוערים פחות מהרי געש שנוצרו באזורי הפחתה, שבהם נלכדו מים מתחת ללוח הטקטוני העליון. כאשר נוצרות נקודות חמות מתחת לקרום היבשתי, מאגמה בזלתית נלכדת בקרום היבשתי, שהוא דחוס פחות מהקרום הימי, והוא מתחמם, ניתך ויוצר ריוליטים. ריוליטים אלה עשויים להיות חמים למדי וליצור התפרצויות עזות, על-אף תכולת המים הנמוכה בהם. לדוגמה: הקלדרה של ילוסטון נוצרה בעקבות מספר התפרצויות רבות עוצמה שהן בין העזות ביותר המוכרות בהיסטוריה הגאולוגית. עם זאת, כאשר המאגמה הריוליטית התפרצה לחלוטין, עשוי הר הגעש לפלוט מאגמה בזלתית שאינה לכודה יותר בקרום היבשתי הדחוס פחות. דוגמה לפעילות כזו היא רכס אילגאצ'וז (Ilgachuz Range) בקולומביה הבריטית שבקנדה שנוצר במקור בסדרה מורכבת של התפרצויות טרכיט וריוליט, ואחר כך פליטה של סדרת זרמי לבה בזלתית.

נתיב נקודה חמה

כאשר יבשות וקרקעית הים נודדים מעל לתימרת מעטפת, משאירים הרי געש עדות מכרעת למעבר הקרום היבשתי או הימי בעבר מעל לנקודה חמה. במקרה של הנקודה החמה בהוואי, האיים עצמם הם עדות שיורית לתזוזת קרקעית האוקיינוס מעל לנקודה חמה במעטפת כדור הארץ. הנקודה החמה של ילוסטון הופיעה ברמת קולומביה בצפון מערב ארצות הברית. משטח הבזלת הנרחב בהודו המכונה מדרגות דקאן הוא תוצאה של הופעת נקודה חמה שכיום מצויה מתחת לאי ראוניון, מזרחית לחופה של אפריקה.
גאולוגים עושים שימוש בנקודות חמות על-מנת לעקוב אחר תנועתם של הלוחות הטקטוניים על-פני כדור הארץ. נקודות חמות אלה פעילות עד כדי כך שהן גורמות בעקיפין לביצוע רישום מדוקדק של השינויים בכיוונם של הקטבים המגנטיים. הודות לזרמי לבה מסדרה של התפרצויות ברמת קולומביה יודעים מדענים כיום כי היפוך הקוטב המגנטי אורך כ-5,000 שנה, כשהוא דועך עד שכמעט ואין כל סימן למגנטיות, ואז מופיע מחדש בכיוונים הפוכים כמעט לחלוטין.

השוואה בין נקודות חמות לקשת איים

אין לטעות בין הרי געש שמקורם בנקודה חמה להרי געש שמקורם בקשת איים, אף-על-פי שבשניהם מופיעה מחרוזת של איים געשיים. קשת איים נוצרת כתוצאה מחדירה של לוח אוקייני מתחת ללוח אחר. באזור החדירה נוצר שקע אוקייני צר ועמוק, המהווה סמן גבול בין הלוח המופחת ללוח העליון ("הלוח הרוכב"). שקע זה נוצר בקצה הלוח המופחת עקב הכבידה הנוצרת בשל צפיפותו הגבוהה יחסית. באזור ההפחתה מאבד הלוח האוקייני המופחת חומרים נדיפים (פחמן דו-חמצני, מים ועוד) וסלעיו ניתכים חלקית בתוך המעטפת של הלוח הרוכב והופכים למאגמה בינונית עד בזלתית בעלת צפיפות נמוכה. כתוצאה מכך, המאגמה עולה וחודרת לליתוספירה של הלוח הרוכב ויוצרת שרשרת של הרי געש, דוגמת האיים האלאוטיים סמוך לאלסקה.