Marrakech, 11 Mar. (Maroc-Actu) –
Une nouvelle étude publié dans Science conclut que pour le type de volcan le plus répandu dans le monde, le magma ayant la plus forte teneur en eau a tendance à être stocké plus profondément dans la croûte terrestre.
Cette étude identifie ce que certains scientifiques considèrent comme le facteur le plus important pour contrôler la profondeur à laquelle le magma est stocké, un facteur clé pour développer des modèles précis de l’activité volcanique et des éruptions.
Dans le monde, entre 40 et 50 volcans sont actuellement en éruption ou en état de bouleversement, et Des centaines de millions de personnes sont menacées par les dangers que représentent ces volcans potentiellement actifs.
Pourtant, malgré les dangers profonds que représentent les éruptions volcaniques pour la vie humaine et les biens, l’humanité reste incapable de les prévoir de manière fiable et précise, et même lorsque les prévisions sont faites avec exactitude par des experts, elles peuvent ne pas laisser suffisamment de temps aux gens pour évacuer et se préparer aux situations d’urgence.
Des prédictions précises et fiables sont restées un objectif difficile à atteindre, en grande partie parce que les volcanologues ne comprennent pas complètement la dynamique et les processus naturels du magma sous un volcan avant qu’il ne fasse surface. Aujourd’hui, les résultats d’une nouvelle étude dirigée par le volcanologue Dan Rasmussen, titulaire d’une bourse Peter Buck au Musée national d’histoire naturelle de l’Institut Smithsonian aux États-Unis, pourrait permettre aux experts de mieux prévoir les éruptions volcaniques.
« Cette étude établit un lien entre la profondeur à laquelle le magma est stocké et l’eau, ce qui est important car l’eau est en grande partie à l’origine des éruptions et les alimente », explique M. Rasmussen, qui ajoute que l’eau est à l’origine des éruptions, de la même manière que le dioxyde de carbone peut faire exploser une bouteille de soda secouée.
« Avec l’eau dissoute dans le magma stocké sous un volcan, s’il y a une chute soudaine de la pression, comme lorsqu’on ouvre brusquement le couvercle d’une bouteille de soda secouée, des bulles de gaz se forment et font remonter le magma et le font jaillir du volcan, comme lorsqu’une boisson gazeuse sort de la capsule d’une bouteille », explique M. Rasmussen. dans une déclaration–. Plus d’eau dans le magma signifie plus de bulles de gaz et potentiellement une éruption plus violente.
« Ces résultats nous rapprochent de la compréhension de la physique et des conditions de stockage du magma sous les volcans, et c’est un ingrédient essentiel pour les types de modèles détaillés, basés sur la physique, nécessaires pour prévoir les éruptions avec plus de précision.« , poursuit-il.
L’étude a été réalisée grâce à de nouveaux travaux sur le terrain et à des analyses en laboratoire, ainsi qu’à une nouvelle analyse des données existantes recueillies lors d’éruptions volcaniques passées, qui sont surveillées par le programme de volcanisme mondial du Smithsonian.
Rasmussen a commencé ses recherches en 2015 alors qu’il terminait son doctorat à l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l’Université Columbia avec son conseiller, le volcanologue Terry Plank, qui lui a suggéré de poursuivre… la question toujours ouverte de savoir pourquoi la profondeur du stockage du magma varie d’un volcan à l’autre et ce qui contrôle cette profondeur.
Avec une équipe comprenant la géophysicienne Diana Roman de la Carnegie Institution for Science, M. Rasmussen s’est rendu sur le terrain pour collecter des matériaux volcaniques provenant de huit volcans situés dans les îles Aléoutiennes de l’Alaska, régions accidentées et éloignées.
Ils se sont concentrés sur un cadre géologique particulier lorsqu’ils ont sélectionné les volcans pour cette étude : les volcans en arc qui se produisent à l’intersection de deux plaques tectoniques convergentes, le type de volcan le plus nombreux sur Terre, et qui comprennent l’ensemble de « l’anneau de feu » entourant la plaque Pacifique, ce qui en fait la cible la plus évidente pour une meilleure capacité de prédiction.
À l’aide de bateaux et d’hélicoptères, l’équipe a collecté des morceaux de cendres volcaniques sur ces huit volcans, dans une mer agitée et, sur l’île d’Unimak, sous la menace de grizzlis géants. Les cendres volcaniques ont été le principal point de mire de l’expédition car elles peuvent contenir des cristaux d’olivine verte d’environ 1 millimètre de diamètre, de l’épaisseur d’une carte d’identité en plastique.
Sous terre, ces cristaux d’olivine piègent parfois de petits morceaux de magma lorsqu’ils se forment. Après qu’une éruption a envoyé ces cristaux d’olivine spéciaux à la surface de la Terre, le magma qu’ils contiennent se refroidit et se transforme en verre. En analysant la composition chimique de ces minuscules morceaux de magma refroidi provenant de l’intérieur d’un volcan, les chercheurs ont pu estimer la teneur en eau du magma.
Après avoir estimé la teneur en eau des morceaux de magma piégés recueillis sur six des huit volcans des Aléoutiennes, l’équipe a combiné ces données avec d’autres estimations de la teneur en eau magmatique tirées de la littérature scientifique pour 56 autres volcans dans le monde. La liste finale des estimations de la teneur en eau magmatique comprenait 3 856 échantillons individuels provenant de 62 volcans.
Pour examiner la relation entre la teneur en eau estimée de ces réservoirs magmatiques et leurs profondeurs de stockage respectives, ils ont parcouru la littérature scientifique et créé une liste de 331 estimations de profondeur pour 112 volcans.
Après des années de travail sur le terrain, d’analyse géochimique et d’examen de la littérature, l’équipe a pu tracer les profondeurs estimées de stockage du magma pour 28 volcans du monde entier en fonction de leur contenu en eau magmatique estimé respectif.
Les résultats étaient étonnamment clairs : la teneur en eau d’un réservoir magmatique était fortement corrélée à sa profondeur de stockage. En d’autres termes, les magmas contenant plus d’eau avaient tendance à être stockés plus profondément dans la croûte terrestre.
L’étude montre également que la teneur en eau d’un magma est responsable du contrôle de sa profondeur, plutôt que d’être simplement corrélé avec elle. L’équipe a démontré cette relation de cause à effet en détectant la présence de traceurs chimiques associés à la formation de magmas contenant de l’eau dans le manteau terrestre.
« Si la profondeur de stockage déterminait la teneur en eau du magma, cela pourrait encore créer la corrélation entre la teneur en eau et la profondeur que nous avons observée, mais elle ne produirait pas les traceurs chimiques de la teneur initiale en eau du magma que nous avons trouvés. » Rasmussen souligne.
Quant à la façon dont la teneur en eau pourrait déterminer la profondeur du stockage du magma, M. Rasmussen et ses coauteurs affirment qu’elle est liée à un processus connu sous le nom de dégazage, au cours duquel l’eau mélangée au magma forme des bulles de gaz. Lorsque le magma qui remonte à travers la croûte terrestre commence à se dégazer, il devient plus visqueux, ce qui, selon les chercheurs, est à l’origine de cette évolution, fait que l’ascension du magma ralentit et s’arrête.
La preuve que la teneur en eau contrôle largement la profondeur de stockage du magma bouleverse l’explication actuellement la plus acceptée dans le domaine, selon laquelle le magma s’élève à travers les fissures de la croûte terrestre parce que la roche fondue est plus flottante que la croûte environnante, et se dépose à sa profondeur de stockage parce qu’il atteint une flottabilité neutre où le magma n’est pas plus flottant que son environnement.
