eruption-volcanique-vanuatu

Les éruptions spectaculaires, avec de la lave fluide, comme ici celle du volcan Yasur au Vanuatu en 2010, ne sont pas les plus destructrices.

© IRD/S. Robert

Décrypter la violence des volcans

Sommaire

J'aime

0

Mis à jour le 20.02.2019

L’étude systématique des laves et des minéraux expulsés avec elles révèle la structure souterraine des volcans. Cette approche inédite, s’appuyant sur la minéralogie, expliquerait la formation des laves à l’origine des éruptions les plus violentes et pourrait améliorer la prévision des risques.                                 

Toutes les laves ne se valent pas… Certaines, à l’origine d’éruptions très explosives, sont redoutables. « Leur dangerosité, et celle du volcanisme associé, est liée à la composition chimique des magmas expulsés  », explique le pétrologue 1 Jérôme Ganne. Il cosigne un travail original, compilant des données à l’échelle mondiale sur la composition des laves et celle des minéraux qu’elles contiennent 2.

Le flux de magma vers la surface, provenant de la fonte du manteau terrestre, est permanent. En jaillissant, il donne des éruptions volcaniques. Paradoxalement, les plus spectaculaires d’entre elles au plan visuel, avec une lave fluide projetée en lances lumineuses dans le ciel, ne sont pas les plus à craindre pour les habitants des régions concernées par le volcanisme. Les laves épaisses, chargées en silice, provoquent des événements brutaux bien plus destructeurs.

Faire parler les matériaux expulsés

 « On ne sait techniquement pas descendre dans les entrailles de la Terre pour comprendre comment fonctionnent les volcans et comment se forment ces différentes laves , reconnaît le spécialiste. Les forages parviennent difficilement à quelques kilomètres de profondeur, alors que la croûte qui nous sépare du manteau mesure de 8 km au niveau des océans jusqu’à plus de 30 km au niveau des continents, voire 70 km dans les Andes centrales  ». En revanche, les scientifiques savent « faire parler » les matériaux expulsés. Ils s’appuient pour cela sur leurs connaissances des conditions de pression et de température nécessaires à leur constitution. « La présence de pyroxènes?Minéral silicaté, chargé en fer et en magnésium dans les laves des Andes centrales par exemple, qui en moyenne cristallisent sous une pression de 8-10 kilobars?1 bar équivaut à peu près à la pression atmosphérique, nous apporte de précieuses informations. Cela signifie qu’ils se sont formés vers 25-30 km de profondeur - à mi-étage dans cette croûte andine - là où règnent les conditions requises. S’ils partagent un même équilibre chimique avec la lave qui les contient, cela prouve qu’ils proviennent tous deux d’un réservoir magmatique situé à la profondeur où se sont formés ces minéraux  », explique le chercheur. 

Empilement de réservoirs magmatiques

L'existence d'une zonation (couronne rouge) du pyroxène (cœur bleu) suggère l'existence d'un réservoir en profondeur où deux magmas se sont mélangés.

© IRD/Julien Berger

Bloc de texte

En examinant ainsi tous les minéraux et toutes les roches volcaniques du monde, qui sont échantillonnés et consignés dans des bases de données pétrologiques, les chercheurs ont obtenu une image globale de cette tuyauterie magmatique. « Nous confirmons l’existence des colonnes magmatiques, des structures évoquées par les travaux de géophysiciens.Ces fines tubulures de moins de 200 km de diamètre, formées au sien de la croûte terrestre, relient le manteau à la surface. Et nous faisons aussi l’hypothèse qu’elles sont constituées d’un empilement de réservoirs magmatiques, dans lesquels les différents minéraux se forment, à différentes valeurs de pressions et de températures, avant d’être finalement drainés vers la surface par le flux magmatique  », précise-t-il.

Ce cadre de fonctionnement global, avec ses fines tubulures, explique ainsi l’existence de laves fluides et de laves visqueuses. Les premières proviennent de colonnes courtes, comme en témoignent les minéraux présents, où elles n’ont pas le temps de se charger en silice. On les retrouve d’ailleurs dans les régions situées sur la fine croûte océanique, comme à Hawaï. À l’inverse, les secondes se sont formées dans des colonnes magmatiques longues, qui traversent des croûtes continentales plus épaisses. « Elles ont le temps et l’espace pour s’enrichir en silice, à travers les multiples réservoirs magmatiques superposés par lesquels elles transitent. Elles finissent ainsi leur course en donnant des éruptions explosives violentes  », conclut Jérôme Ganne. Ces découvertes pourraient contribuer à améliorer les prévisions du risque volcanique, en évaluant la viscosité des laves et la profondeur à laquelle elles ont été produites.

 


Notes :
1.
La pétrologie est une partie de la géologie consacrée à l’étude de la formation des roches.
2. Ganne J., Bachmann O., Feng X., Deep into magma plumbing systems: Interrogating the crystal cargo of volcanic deposits, Geology, 03/18


Contact : jerome.ganne@ird.fr