L’arcipelago delle isole Tonga si trova all’incrocio di due principali placche tettoniche: la placca indo – australiana a ovest e la placca del Pacifico a est. Fa parte del Pacifico “Anello di Fuoco” che circonda l’intero bacino oceanico. La crosta oceanica della Placca del Pacifico è nata in un centro di diffusione nella parte orientale dell’oceano, a partire da circa 180 milioni di anni fa e continua ancora oggi. Quella crosta viene spinta verso l’Australia e l’Asia, cavalcando un mantello parzialmente fuso. Dove incontra il bordo della placca indo-australiana a est, la crosta oceanica ora raffreddato affonda di nuovo nel mantello lungo una “zona di subduzione.”

Le espressioni più evidenti delle zone di subduzione sono le trincee profonde e l’intensa attività vulcanica causata dalla fusione della crosta alla base della placca dominante. L’illustrazione seguente mostra lo stile normale di subduzione, con una lastra di crosta oceanica del Pacifico e sedimenti che scendono sotto la “crosta ad arco” sul bordo della placca indo-australiana. I volatili, come l’acqua nei sedimenti subdotti che vengono espulsi dalla lastra, contribuiscono allo scioglimento e danno origine anche alle eruzioni esplosive che caratterizzano i vulcani “Anello di Fuoco”.

In Tonga, questi vulcani formano un “arco” che si estende per più di 1700 km – dalla Nuova Zelanda alle Samoa. La curvatura dell’arco è in parte causata dall’angolo di subduzione. Per visualizzarlo, immagina di tagliare un’arancia (la Terra) con un coltello (la lastra); un taglio profondo fa una linea retta sulla superficie dell’arancia e un taglio angolato fa una curva. Quando la lastra scende sotto il bordo della piastra indo-australiana, la piastra inizia a rotolare all’indietro sulla “linea della cerniera” (come l’estremità di un nastro trasportatore) e inizia a tirare la crosta sull’altro lato dell’arco. Questa tensione “back-arc” fa sì che la crosta dell’arco si spezzi.

Intorno a Tonga, questo forma la familiare forma a V dell’adiacente bacino di Lau, che si apre come una cerniera verso la Nuova Zelanda. Dove il back-arc si sta aprendo, materiale mantello da sotto i pozzi piastra Indo-Australia nella frattura, formando una cresta vulcanica indicato come un ” centro di diffusione back-arc.”Il bacino del Lau settentrionale è particolarmente ben dotato di centri di diffusione dell’arco posteriore-più di qualsiasi altro bacino dell’arco posteriore nel Pacifico occidentale. Questo perché Tonga si trova direttamente nel percorso della parte in movimento più veloce della Placca del Pacifico, che sta avanzando nella zona di subduzione a più di 24 cm/anno.

Un’altra caratteristica peculiare della Tonga Trench e dell’arco vulcanico Tofua è che vengono bruscamente interrotti da una gigantesca zona di frattura a nord prima di raggiungere Samoa. Qui si è sviluppata una grande rottura nella crosta – nota come Zona di frattura di Vitiaz – e la fossa delle Tonga fa una brusca svolta verso ovest. La zona di frattura agisce come un gigantesco paio di forbici, tagliando la placca del Pacifico mentre avanza oltre Tonga. La Placca del Pacifico a nord continua il suo viaggio verso ovest verso l’Asia, e la Placca del Pacifico a sud si tuffa nella zona di subduzione. Questo strappo nella lastra subduttrice sta anche deformando la piattaforma Tonga settentrionale, creando aperture nella crosta dell’arco in cui vengono intrusi una serie di tipi di magma, tra cui il grande Complesso vulcanico di Niua.