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Lorsque vous entendez les informations sur les volcans qui produisent de la lave et des cendres, vous vous souciez des personnes qui se trouvent à proximité. En fait, près d’une personne sur dix dans le monde vit à moins de 100 kilomètres d’un volcan actif. Pour ceux qui vivent à proximité des volcans, qui cultivent leurs sols fertiles ou qui visitent leurs paysages spectaculaires, il est essentiel de comprendre les causes des éruptions.

Pourquoi le volcan entre-t-il en éruption ? Comment l’éruption va-t-elle évoluer ? Quand se terminera-t-elle ?

Notre nouvelle recherche publiée [5 juillet] dans Science Advances utilise la technologie laser pour lire la composition chimique du magma en éruption au fil du temps.

La chimie des magmas ayant une incidence sur leur fluidité, leur explosivité et leur potentiel de risque, nos travaux pourraient contribuer à la surveillance et à la prévision de l’évolution des éruptions volcaniques à l’avenir.

Démêler la chimie de la matière fondue en éruption
Le magma – roche en fusion – est composé de liquide (appelé « fonte »), de gaz et de cristaux qui se développent au fur et à mesure que la température du magma baisse au cours de son voyage vers la surface de la Terre.

Lorsque le magma entre en éruption et se transforme en coulée de lave, il libère le gaz (qui contient de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, du dioxyde de soufre et d’autres composés) et se refroidit pour devenir une roche volcanique.

Cette roche contient des cristaux refroidis lentement à l’intérieur du volcan, enchâssés dans une matrice rocheuse plus fine refroidie rapidement à la surface.

C’est pourquoi les roches volcaniques peuvent ressembler à du chocolat « rocky road ». Les cristaux formés dans les entrailles du volcan sont d’excellentes archives de la période précédant l’éruption.

Cependant, les cristaux peuvent nous gêner lorsque nous voulons nous concentrer sur la fonte qui les transporte à la surface et sur la façon dont les propriétés de la fonte varient au cours de l’éruption.

Pour isoler le signal de la fonte, nous avons utilisé un laser ultraviolet, semblable à ceux utilisés pour la chirurgie oculaire, pour faire sauter la matrice rocheuse entre les cristaux les plus gros.

Nous avons ensuite analysé les particules générées par le laser par spectrométrie de masse afin de déterminer la composition chimique de la matrice volcanique. Cette méthode permet une analyse chimique rapide.

Elle fournit une mesure plus rapide et plus détaillée de la chimie de la fonte et de son évolution dans le temps, par rapport à l’analyse traditionnelle de la roche entière ou à la séparation laborieuse des fragments de matrice et de cristaux à partir d’échantillons de roches concassées.

Même si nous qualifions les cristaux de « gros », ils sont souvent aussi petits qu’un grain de sel (ou jusqu’à un pois chiche si vous avez de la chance !) et difficiles à enlever.

Un désastre destructeur dans les îles Canaries
Notre étude s’est concentrée sur l’éruption de 2021 à La Palma, l’éruption volcanique la plus destructrice jamais enregistrée dans les îles Canaries.

De septembre à décembre 2021, 160 millions de mètres cubes de lave ont recouvert plus de 12 kilomètres carrés de terre. Elle a détruit plus de 1 600 maisons, forcé l’évacuation de plus de 7 000 personnes et généré des pertes de plus de 860 millions d’euros (1,4 milliard de dollars australiens).

Nous avons analysé des échantillons de lave collectés systématiquement par nos collaborateurs en Espagne pendant les trois mois de l’éruption.

Ces échantillons sont précieux, car nous connaissons le jour exact de l’éruption et de nombreux sites d’échantillonnage sont aujourd’hui recouverts par des laves postérieures à l’éruption.

Grâce à la méthode laser, nous avons pu observer des variations dans la chimie de la lave liées à des changements dans les tremblements de terre et les émissions de dioxyde de soufre, ainsi que dans le style d’éruption et les risques qui en résultent.

Ainsi, on est passé de la lave épaisse, qui a agi comme un bulldozer au début de l’éruption, à la lave coulante, qui a créé des rivières et des tunnels de lave rapides plus tard dans l’éruption.

Nous avons également constaté un changement important dans la chimie de la lave environ deux semaines avant la fin de l’éruption, ce qui suggère un refroidissement du magma dû à une baisse de l’approvisionnement en magma.

Des changements similaires pourraient être surveillés en tant que signal de fin d’éruption lors de futures éruptions dans le monde entier.

Prévision de l’activité volcanique
Nous ne pouvons pas empêcher les volcans d’entrer en éruption, et nous ne pouvons pas encore voyager à l’intérieur d’eux comme l’avait envisagé l’auteur de science-fiction français Jules Verne. Mais la surveillance des volcans s’est considérablement améliorée au cours des dernières décennies, ce qui nous permet de jeter indirectement un coup d’œil à l’intérieur des volcans et de mieux prévoir leur activité.

Notre travail vise à fournir un outil de laboratoire pour tester les échantillons volcaniques collectés lors de futures éruptions. L’objectif est de comprendre l’évolution des éruptions, de comprendre pourquoi elles commencent et quand elles se termineront.

Avec environ 50 volcans en éruption à tout moment dans le monde, vous verrez bientôt un autre volcan en éruption dans les nouvelles. Cette fois, vous pouvez réfléchir à l’importance de la science des volcans pour améliorer notre compréhension du fonctionnement des volcans et de ce qui les pousse à entrer en éruption, afin de protéger les populations qui les entourent.

Adaptation Terra Projects

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

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