Saura-t-on prévoir les éruptions volcaniques ?

Un volcan dormant peut devenir actif en quelques années, voire moins, sous l’effet d’une remontée de magma chaud plus profond, et cette évolution rapide se manifeste par des changements dans la chambre magmatique, lesquels sont détectables. Une équipe de volcanologues vient de présenter cette intéressante opportunité en étudiant le mont Hood, aux États-Unis.

Dans un volcan dormant, du magma reste confiné en profondeur, prêt à remonter vers la surface. Dans quel état est cette roche en fusion ? Solide ou liquide ? Et comment cet état change-t-il avant une éruption ? Doit-on imaginer un magma liquide et chaud se frayant un chemin vers le haut, ou bien un magma solide se trouve-t-il réchauffé suffisamment pour devenir mobile ?

Deux géologues (Kari Cooper et Adam Kent) ont cherché à déterminer cette évolution en étudiant les feldspaths plagioclases du mont Hood. Ce volcan de l’Oregon, dans l’ouest des États-Unis, est situé au-dessus d’une zone de subduction, là où, au fond du Pacifique, la plaque Juan de Fuca s’enfonce sous le continent américain.

Mont Hood

Les derniers signes d’activité du mont Hood, non loin du mont Saint Helens, remontent à environ 200 ans. Des chercheurs y ont étudié des roches qui suggèrent que la température du magma est peut-être un indicateur du réveil des volcans (Source : atrick Michael McLeod).

Selon eux, comme ils le détaillent dans la revue Nature, c’est la remontée d’un magma profond et plus chaud qui réchauffe celui, plus froid et plus visqueux, resté figé à quatre ou cinq kilomètres de profondeur. L’intérêt de l’étude est qu’elle donne des indications quantitatives sur la température limite et sur le temps que dure ce réchauffement. Dans le cas du mont Hood, le magma doit passer au-dessus de 750 °C pour devenir suffisamment mobile, et il suffit pour cela d’un temps court, peut-être, au minimum de quelques mois.

Pour parvenir à cette conclusion, les deux auteurs ont analysé les cristaux de ces feldspaths et ont pu déterminer deux paramètres clés : leur âge et la durée pendant laquelle ils ont été suffisamment chauds pour être mobiles et propres à une remontée éruptive. La datation par l’uranium-thorium donne pour les cristaux un âge compris entre 21.000 et 124.000 ans. La répartition du strontium à l’intérieur des plagioclases indique, elle, pendant combien de temps ces cristaux sont restés très chauds. Car au-dessus de 750 °C, ils migrent doucement vers l’extérieur et finissent par sortir des cristaux. Cette migration dépend aussi de la température, qui doit se situer entre 750 et 900 °C dans les conditions géologiques de ce volcan. Résultat : ce magma est resté chaud pendant peu de temps, quelques décennies au moins (s’il est monté à près de 900 °C) et quelques millénaires au plus (s’il est resté à 750 °C). Une étude semblable menée sur le volcan de Santorin était parvenue à la même conclusion en 2012.

Subduction Montagnes Rocheuses

Le mont Hood se trouve dans l’ouest des États-Unis, dans l’Oregon, au-dessus d’une zone de subduction. Le fond du Pacifique, plus précisément la plaque Juan de Fuca (Juan de Fuca plate), s’enfonce sous la plaque nord-américaine (North America plate). Cette friction crée des contraintes dans la plaque continentale qui ont conduit à l’érection des montagnes Rocheuses, mais aussi à une activité sismique et volcanique (grossièrement représentée ici par des remontées de magma, en rouge). (Source : USGS)

Pendant la quasi-totalité des 21.000 à 124.000 ans de leur existence, ces plagioclases étaient donc trop froids, et par conséquent trop rigides, pour produire une éruption. Autrement dit, le réveil d’un volcan ne dure pas nécessairement des millénaires, comme on le croyait, mais peut s’étendre sur quelques années seulement, voire quelques mois selon les auteurs. Or, ces changements d’état du magma, quand il se fluidifie sous l’effet de son réchauffement, pourraient être détectés depuis la surface par surveillance des ondes sismiques ou des mouvements du sol par positionnement GPS. Les deux auteurs veulent maintenant mener une étude semblable sur des volcans plus grands, et déterminer s’il y a là une méthode fiable pour prévoir des éruptions volcaniques.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter sur le site d’Archipel des Sciences les expositions « La machine Terre » et « Le volcanisme » ainsi que la page Risques majeurs.

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