トンガ島の群島は、西のインド–オーストラリアプレートと東の太平洋プレートの二つの主要な構造プレートの接合部に位置している。 それは海の流域全体を取り囲む太平洋の”火の輪”の一部です。 太平洋プレートの海洋地殻は、約1億8000万年前に始まり、今日も続いている、海の東部の広がりの中心に生まれました。 その地殻は、部分的に溶けたマントルに乗って、オーストラリアとアジアの方へ押されています。 それが東のインド=オーストラリアプレートの端に出会う所で、今、冷却された海洋地殻は、”もぐりこみ現象地帯”に沿ってマントルに戻ります。”

沈み込み帯の最も明白な表現は、深海トレンチとオーバーライドプレートのベースで地殻の融解によって引き起こされる強烈な火山活 下の図は、インド=オーストラリアプレートの端にある「アーク地殻」の下に下降する太平洋海洋地殻と堆積物のスラブを持つ、沈み込みの通常のスタイルを示しています。 スラブから追い出された沈み込んだ堆積物中の水のような揮発性物質は、融解に寄与し、また「火の輪」火山を特徴付ける爆発的な噴火を引き起こす。

トンガでは、これらの火山はニュージーランドからサモアまで1700km以上伸びる”弧”を形成しています。 アークの曲率は部分的に沈み込みの角度によって引き起こされます。 これを視覚化するためには、ナイフ(平板)が付いているオレンジ(地球)を切ることを想像しなさい;深い切口はオレンジの表面で直線を作り、斜めの切口はカーブを作る。 スラブがインド=オーストラリア・プレートの端の下に下降すると、プレートは、「ヒンジ線」(コンベアベルトの端のように)で後方に回転し始め、弧の反対側の地殻で引っ張り始めます。 この”バックアーク”張力は、アーククラストを分割する原因となります。

トンガの周りでは、これはニュージーランドに向かってジッパーのように開いている隣接するラウ盆地のおなじみのV字型を形成しています。 バックアークが開いている場所では、インド=オーストラリアプレートの下からのマントル物質が骨折の中に湧き出て、「バックアーク拡散センター」と呼ばれる火山の隆起を形成します。「北部のラウ盆地は、西太平洋の他のどのバックアーク盆地よりも、バックアークの広がりの中心が特によく恵まれています。 これは、トンガが24cm/yr以上で沈み込み帯に進んでいる太平洋プレートの最も速い移動部分の経路に直接座っているためです。

トンガ海溝とトフア火山弧のもう一つの特徴は、サモアに到達する前に北の巨大な破壊ゾーンによって突然終了していることです。 ここでは、ビティアス・フラクチャー・ゾーンとして知られている地殻の大きな裂け目が発達し、トンガ海溝は西へと急激に曲がります。 骨折地帯は、トンガを過ぎて進むにつれて、太平洋プレートを切断して、巨大なはさみのペアのように機能します。 北の太平洋プレートはアジアへの西への旅を続け、南の太平洋プレートは沈み込み帯にダイブします。 沈み込むスラブ内のこの裂け目はまた、トンガ北部のプラットフォームを変形させており、一連のマグマタイプが侵入されているアーク地殻に開口部を作り出しています‒その中には大きなニウア火山複合体があります。