Le fond de l’océan est parsemé de monts sous-marins, certains isolés et d’autres enchaînés. Les monts sous-marins sont des volcans sous-marins, et la plupart sont beaucoup plus jeunes que la croûte océanique sur laquelle ils se sont formés. Si un mont sous-marin devient assez grand pour briser la surface de l’océan, il devient une île volcanique. Certains monts sous-marins sont formés à partir de magma s’élevant à une limite divergente, et à mesure que les plaques s’écartent, les monts sous-marins se déplacent avec eux, ce qui peut entraîner une chaîne de monts sous-marins. D’autres monts sous-marins se forment à partir du magma ascendant dans une zone de subduction océan-océan; il s’agit notamment des Aléoutiennes, s’étendant de l’Alaska à la Russie, et des Petites Antilles dans la partie orientale des Caraïbes. Parfois, la croûte sur laquelle se trouve une île ou un mont sous-marin s’atténue, emportant le mont sous-marin avec lui. Comme cela se produit, le sommet du mont sous-marin peut s’éroder à plat, et ces monts sous-marins à sommet plat sont alors appelés monts sous-marins ou guyots.

Cependant, certains monts sous-marins se forment loin des limites des plaques, dans des endroits où l’on ne s’attendrait généralement pas à une activité volcanique importante. Certains monts sous-marins et îles océaniques se forment au-dessus d’un panache du manteau ou d’un point chaud — un endroit où la matière chaude du manteau s’élève dans un panache stationnaire et semi-permanent, et affecte la croûte sus-jacente. On pense que les panaches du manteau augmentent à environ 10 fois le taux de convection du manteau. La colonne ascendante peut être de l’ordre de kilomètres à des dizaines de kilomètres de diamètre, mais près de la surface, elle s’étale pour créer une tête de type champignon de plusieurs dizaines à plus de 100 kilomètres de diamètre. Près de la base de la lithosphère (la partie rigide du manteau), le panache du manteau (et peut-être une partie du matériau du manteau environnant) fond partiellement pour former du magma qui monte pour alimenter les volcans.

Un excellent exemple de monts sous-marins créés à partir d’un point chaud comprend les chaînes d’îles des monts sous-marins Hawaïens et Emperor dans l’océan Pacifique (Figure 4.9.1). Le plus ancien des monts sous-marins hawaïens / Empereurs est daté d’environ 80 Ma, et il est situé sur une croûte océanique âgée d’environ 90 à 100 Ma. La roche volcanique qui compose ces îles rajeunit progressivement vers le sud-est, culminant avec l’île d’Hawaï elle-même, qui se compose de roches presque toutes plus jeunes que 1 Ma. Il semble qu’un panache stationnaire de manteau chaud remontant soit la source du volcanisme hawaïen, et que la croûte océanique de la plaque Pacifique se déplace vers le nord-ouest au-dessus de ce point chaud. Un mont sous-marin sera formé par l’activité volcanique au-dessus du point chaud, puis la plaque se déplacera et déplacera le mont sous-marin avant que le point chaud ne produise le prochain mont sous-marin, et ainsi de suite. De cette façon, au fil du temps, les monts sous-marins se forment en chaînes. Près des îles Midway, la chaîne prend un changement prononcé de direction, du nord-ouest au sud-est pour les îles Hawaïennes à presque nord-sud pour les monts sous-marins Emperor. Ce changement est largement attribué à un changement de direction de la plaque Pacifique se déplaçant au-dessus du panache du manteau stationnaire, mais il est également possible que le panache du manteau hawaïen n’ait pas réellement été stationnaire tout au long de son histoire et se soit en fait déplacé d’au moins 2 000 km vers le sud au cours de la période comprise entre 81 et 45 Ma.

Comme la plupart des panaches du manteau se trouvent sous les océans, les premiers stades du volcanisme ont généralement lieu sur le fond marin. Au fil du temps, de très grandes îles peuvent se former comme celles d’Hawaï. En fait, si vous le mesurez de sa base sur le fond marin à son sommet, le Mauna Loa sur l’île d’Hawaï est la plus grande montagne du monde, s’élevant à 9700 m (en comparaison, l’altitude du sommet du mont. L’Everest est de 8848 m). Alors que l’île d’Hawaï est la plus jeune de la chaîne, il y a en fait un nouveau volcan nommé Loihi, qui est encore submergé à une profondeur de 980 m au sud–est d’Hawaï, et pourrait un jour devenir une nouvelle île hawaïenne lorsqu’elle émergera dans 10 000 à 100 000 ans.

Il existe des preuves de nombreux panaches de ce type dans le monde. La plupart se trouvent dans les bassins océaniques, y compris des endroits comme Hawaï, l’Islande et les îles Galapagos, mais certains se trouvent sous des continents. Un exemple est le point chaud de Yellowstone dans le centre-ouest des États-Unis, et un autre est celui responsable de la ceinture volcanique d’Anahim dans le centre de la Colombie-Britannique. Il est évident que les panaches du manteau sont des phénomènes de très longue durée, qui durent au moins des dizaines de millions d’années, peut-être des centaines de millions d’années dans certains cas.