Il fondale oceanico è costellato di montagne sottomarine, alcune isolate e altre in catene. I monti sottomarini sono vulcani sottomarini e la maggior parte sono molto più giovani della crosta oceanica su cui si sono formati. Se un seamount diventa abbastanza grande da rompere la superficie dell’oceano, diventa un’isola vulcanica. Alcuni seamounts sono formati dal magma che sale ad un confine divergente, e come le piastre si muovono a parte, i seamounts si muovono con loro, che può risultare in una catena seamount. Altre montagne sottomarine si formano dal magma ascendente in una zona di subduzione oceano-oceano; questi includono le Aleutine, che si estendono dall’Alaska alla Russia, e le Piccole Antille nella parte orientale dei Caraibi. A volte la crosta su cui si trova un’isola o un seamount si abbasserà, prendendo il seamount con esso. Come questo accade, la parte superiore del seamount può diventare eroso piatto, e questi seamounts flat-toped sono poi chiamati tablemounts o guyot.

Tuttavia, alcuni monti sottomarini si formano lontano dai confini delle placche, in luoghi in cui di solito non ci aspetteremmo molta attività vulcanica. Alcune montagne sottomarine e isole oceaniche si formano sopra un pennacchio del mantello o un punto caldo — un luogo in cui il materiale caldo del mantello sale in un pennacchio stazionario e semi-permanente e colpisce la crosta sovrastante. Si pensa che i pennacchi del mantello aumentino a circa 10 volte il tasso di convezione del mantello. La colonna ascendente può essere dell’ordine di chilometri a decine di chilometri, ma vicino alla superficie si diffonde per creare una testa in stile fungo che è da diverse decine a oltre 100 chilometri. Vicino alla base della litosfera (la parte rigida del mantello), il pennacchio del mantello (e forse parte del materiale del mantello circostante) si scioglie parzialmente per formare magma che sale per alimentare i vulcani.

Un grande esempio di montagne sottomarine create da un punto caldo include le catene di isole hawaiane e Emperor Seamount nell’Oceano Pacifico (Figura 4.9.1). La più antica delle montagne sottomarine hawaiane / Emperor è datata intorno agli 80 Ma, ed è situata su una crosta oceanica di circa 90-100 Ma. La roccia vulcanica che compongono queste isole diventa progressivamente più giovane verso sud-est, culminando con l ” isola di Hawaii stessa, che consiste di roccia che è quasi tutti più giovane di 1 Ma. Sembra che un pennacchio stazionario di materiale caldo mantello upwelling è la fonte del vulcanismo hawaiano, e che la crosta oceanica della placca del Pacifico si sta muovendo verso nord-ovest su questo punto caldo. Un seamount si formerà attraverso l’attività vulcanica sopra il punto caldo, quindi la piastra si sposterà e sposterà il seamount prima che il punto caldo produca il prossimo seamount, e così via. In questo modo, nel tempo, i monti sottomarini si formano in catene. Vicino alle isole Midway, la catena prende un pronunciato cambiamento di direzione, da nord-ovest-sud-est per le isole hawaiane a quasi nord-sud per le montagne sottomarine dell’Imperatore. Questo cambiamento è ampiamente attribuito a un cambiamento di direzione della Placca del Pacifico che si muove sopra il pennacchio del mantello stazionario, ma è anche possibile che il pennacchio del mantello hawaiano non sia stato effettivamente stazionario nel corso della sua storia, e in effetti si è spostato almeno 2.000 km a sud nel periodo tra 81 e 45 Ma.

Poiché la maggior parte dei pennacchi del mantello si trova sotto gli oceani, le prime fasi del vulcanismo avvengono tipicamente sul fondo marino. Nel corso del tempo, si possono formare isole molto grandi come quelle delle Hawaii. Infatti, se lo misuri dalla sua base sul fondo marino fino alla sua cima, Mauna Loa sull’isola di Hawaii è la montagna più grande della Terra, salendo 9700 m (in confronto,l’elevazione della vetta del monte. Everest è 8848 m). Mentre l’isola delle Hawaii è la più giovane della catena, c’è in realtà un nuovo vulcano chiamato Loihi, che è ancora sommerso a una profondità di 980 m SE delle Hawaii, e potrebbe un giorno diventare una nuova isola hawaiana quando emergerà tra 10.000 – 100.000 anni.

Ci sono prove di molti di questi pennacchi del mantello in tutto il mondo. La maggior parte sono all’interno dei bacini oceanici, tra cui luoghi come Hawaii, Islanda, e le isole Galapagos, ma alcuni sono sotto continenti. Un esempio è il punto caldo di Yellowstone negli Stati Uniti centro-occidentali, e un altro è quello responsabile della cintura vulcanica di Anahim nella Columbia Britannica centrale. È evidente che i pennacchi del mantello sono fenomeni molto longevi, che durano per almeno decine di milioni di anni, forse per centinaia di milioni di anni in alcuni casi.