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La source du volcan le plus actif du monde pourrait enfin être localisée

Le volcan Kīlauea, à Hawaï, serait le volcan le plus actif du monde, mais nous ne savons toujours pas comment il est né.

De nouvelles recherches suggèrent que la chambre magmatique originelle se trouve à plus de 90 kilomètres sous le point chaud. Bien que des études antérieures aient trouvé deux chambres peu profondes magmatiques sous le Kīlauea, elles n’étaient pas assez grandes pour expliquer toute la roche liquide que ce volcan crache.

Une chambre plus grande, d’une profondeur d’environ 11 kilomètres, a été détectée à l’aide d’ondes sismiques en 2014, mais il semble maintenant que la chambre magmatique originelle soit encore plus profonde.

Une nouvelle analyse de fragments d’une roche volcanique ancienne, dragués sur le flanc sud-est de la Grande île, suggère que le Kīlauea est né d’un bassin de matériaux pyroclastiques de près de 100 kilomètres de profondeur.

Il y a entre 210 000 et 280 000 ans, la plaque tectonique du Pacifique s’est déplacée et un panache de magma s’est précipité dans la mer. En se refroidissant et en se solidifiant, le liquide brûlant a formé un grand « bouclier » qui a explosé sous l’océan il y a environ 100 000 ans.

C’est ainsi que le Kīlauea a vu le jour, mais les roches originelles éjectées de ce point chaud sont incroyablement difficiles à trouver, enfouies sous de nombreuses couches de lave plus récente. La roche déterrée dans le cadre de l’étude actuelle offre un aperçu sans précédent du passé lointain et profond du volcan.

Auparavant, on pensait que le volcan Kīlauea avait été créé par la fusion partielle de roches solides sous l’effet de la chaleur du point chaud.

La nouvelle recherche, cependant, ne trouve aucune preuve pour soutenir cette hypothèse. Les roches recueillies contenaient une série d’éléments de terres rares qui, selon les modèles, ne pouvaient se former que d’une manière spécifique.

Au lieu d’une fusion partielle, il semble que le volcan Kīlauea se soit formé à l’origine par cristallisation fractionnée. Ce terme décrit la création de cristaux dans des bassins magmatiques profonds, qui ne réagissent pas avec la fonte résiduelle par la suite.

« Nous avons exploré la formation de ces échantillons par le biais de travaux expérimentaux, qui consistaient à faire fondre des roches synthétiques à des températures (> 1 100 ˚C) et des pressions (> 3 GPa) élevées, et en utilisant une nouvelle méthode pour modéliser leurs concentrations en éléments de terres rares », explique l’auteur principal, la géologue Laura Miller de l’université Monash en Australie.

« Nous avons découvert que les échantillons ne pouvaient être formés que par la cristallisation et le retrait (cristallisation fractionnée) du grenat ».

Le grenat est un cristal qui peut se former lorsque le magma est soumis à des pressions et des températures élevées à plus de 90 kilomètres sous la croûte terrestre. Le fait que sa présence soit nécessaire pour expliquer la composition des roches du Kīlauea suggère que l’éruption initiale provenait de profondeurs similaires.

Ou peut-être même plus profondément. Des expériences montrent que le grenat peut être cristallisé à des profondeurs allant jusqu’à 150 kilomètres sous la croûte terrestre.

La source originelle des îles hawaïennes n’est peut-être pas aussi profonde, mais les nouvelles découvertes suggèrent que la plomberie du Kīlauea n’est pas aussi superficielle que nous le pensions.

« Cela remet en question le point de vue actuel selon lequel la cristallisation fractionnée est uniquement un processus peu profond et suggère que le développement d’une chambre magmatique profonde (> 90 km) est une étape précoce importante dans la naissance d’un volcan hawaïen », explique M. Miller.

D’autres volcans ailleurs dans le monde, comme le mont Vésuve, présentent également des temps de formation de cristaux qui suggèrent que des réservoirs magmatiques « à longue durée de vie et à grande profondeur » se cachent sous la surface. Pourtant, la chambre magmatique originelle du Kīlauea semble être beaucoup plus profonde que la plupart des autres.

La raison de cette différence reste un mystère pour l’instant.

L’étude a été publiée dans Nature Communications.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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