L’Etna est au centre d’une nouvelle étude qui met en évidence comment le volcan peut donner naissance à violentes éruptions explosives pilotés par des mécanismes très différents. Le moment et la manière dont ces éruptions se produisent sont considérablement influencés par le contenu de eau et dioxyde de carbone. Comprendre laquelle des deux composantes est dominante à un moment donné est important pour mieux évaluer le risque volcanique. L’étude, publiée dans la revue Géochimie, Géophysique, Géosystèmes par une équipe de chercheurs américains dirigée par l’Université Cornell de New York, repose sur l’analyse d’échantillons prélevés sur le volcan avec des techniques très avancées.
Le rôle des gaz dans les éruptions explosives
Un même volcan peut donner lieu à des éruptions très différentes au cours du temps. C’est le cas de l’Etna, le volcan le plus actif d’Europe, qui connaît à la fois des éruptions expansifavec des coulées de lave basaltique, soit explosifavec des fontaines de lave et des émissions de gaz et de cendres. L’explosivité d’une éruption est déterminée par la présence de magma riche en silice et donc très visqueux et d’un teneur élevée en gaz à l’intérieur. Le magma visqueux s’écoule difficilement et forme souvent un « bouchon » qui se solidifie dans l’évent volcanique et le bloque. Les gaz contenus dans ce type de magma ne se libèrent pas facilement, mais s’accumulent, formant de grosses bulles qui augmentent la pression dans le magma sous l’obstruction solide. Lorsque la pression dépasse la résistance du bloc situé au-dessus, les gaz sont soudainement libérés dans une explosion, entraînant des fragments de magma et de roche. On a longtemps cru que l’eau était le moteur principal d’éruptions explosives, mais on a récemment découvert que le dioxyde de carbone pouvait également jouer un rôle crucial.
L’éruption de 122 avant JC : ce que les chercheurs ont découvert
Les chercheurs ont collecté des échantillons sur l’Etna et ont ensuite utilisé une technique avancée en laboratoire pour analyser de petites bulles piégé dans des cristaux minéraux qui se sont formés dans le magma libéré lors des éruptions. En mesurant la densité du dioxyde de carbone dans ces petites bulles, ils ont pu retracer la pression et puis à profondeur à laquelle le magma a été trouvé avant l’éruption. Grâce à cette technique, il a été possible d’obtenir des informations importantes surÉruption de l’Etna 122 avant JCparmi les plus violentes auxquelles le volcan a donné lieu, en partie effusives et en partie pliniennes, la catégorie d’éruptions la plus explosive. Dans ce cas, le magma s’est élevé lentement d’une profondeur de 22 km, s’est arrêté pendant des semaines entre 2 et 5 km, libérant lentement des gaz, puis s’est échappé vers la surface lors d’une explosion. Les chercheurs ont a comparé cette éruption avec celle d’il y a 4000 ansdans lequel le magma s’est élevé très rapidement de 24 à 30 km de profondeur, poussé par un concentration beaucoup plus élevée de dioxyde de carboneéclatant en quelques heures. Ces deux violentes éruptions ont donc eu des dynamiques très différentes dicté par le contenu respectif des deux composants. Au-dessus d’une certaine concentration de dioxyde de carbone, le magma éclate rapidement depuis de grandes profondeurs, tandis que lorsque l’eau prévaut, le processus se déroule lentement à des niveaux superficiels.
L’importance de l’étude dans la prévention des risques
L’Etna est un laboratoire idéal pour étudier les mécanismes des éruptions puisqu’il est l’un des rares volcans au monde où l’eau et le dioxyde de carbone sont en compétition dans le contrôle de son explosivité. Cependant, c’est généralement soit l’eau qui prédomine, comme c’est le cas dans les volcans proches des zones de subduction, soit le dioxyde de carbone, comme c’est le cas dans les îles océaniques. Comprendre quelle composante entre l’eau et le dioxyde de carbone domine à un instant donné permet d’élaborer une évaluation des risques beaucoup plus précise. La technique appliquée aux magmas de l’Etna sera également utilisée pour d’autres volcans du Chili, d’Hawaï et d’autres régions de la planète.