Même pendant une période calme de dormance, un volcan peut rapidement devenir actif et ses éruptions peuvent constituer des menaces inconnues pour la zone environnante. Les chercheurs ont étudié le volcan Theomadur pour comprendre comment ce volcan, longtemps endormi, est soudainement entré en éruption. Leurs résultats sur la composition chimique et minéralogique du magma fournissent des informations précieuses sur la réactivation volcanique et la prévision des éruptions, mettant en évidence les dangers potentiels des volcans inactifs.
Les volcans entrent-ils en éruption après avoir été en sommeil pendant des dizaines de milliers d’années ? Si oui, comment l'expliquer ? Qu’est-ce qui rend une éruption volcanique plus dangereuse, c’est-à-dire explosive ? Ce sont des questions clés dans l’évaluation des risques volcaniques et peuvent également attirer l’attention sur des volcans apparemment inactifs. Même pendant les périodes de dormance tranquille, les volcans peuvent rapidement devenir actifs et leurs éruptions peuvent constituer des menaces jusqu'alors inconnues pour la région environnante. De nouvelles recherches menées par des scientifiques hongrois contribuent à révéler les signes qui précèdent une telle éruption volcanique.
Une équipe de l'Institut hongrois de géographie et des sciences de la Terre et du groupe de recherche en volcanologie de HUN-REN-ELTE, en collaboration avec d'autres scientifiques européens, a étudié le Ciomadul, le plus jeune volcan de la région des Carpates-Pannonie.
Ils ont utilisé des données complètes à haute résolution sur la texture minérale et la composition chimique pour quantifier les conditions d'évolution du magma, reconstruire la structure de la chambre magmatique sous le volcan, déterminer les caractéristiques de la boue résidente et du magma reconstitué qui a déclenché l'éruption volcanique et expliquer pourquoi la dernière période active d'activité volcanique a été dominée par des explosions.
Theomadur : un volcan typique en sommeil de longue durée
L’équipe avait précédemment utilisé la géochronologie U-Th-Pb-He d’un minuscule cristal, le zircon, pour révéler l’histoire éruptive du volcan Theomadur. Le professeur Szabolcs Harangi, responsable du projet de recherche, a souligné : « Au cours de la vie de ce volcan, qui s'étend sur près d'un million d'années, il y a eu plusieurs longues périodes de dormance, mais même après des dizaines de milliers d'années de dormance, parfois même plus de 100 000 ans, les éruptions volcaniques ont recommencé ! »
L'activité volcanique la plus importante s'est produite il y a seulement 160 000 ans, avec l'extrusion de dômes de lave il y a 160 000 à 95 000 ans, puis après plus de 30 000 ans de dormance, les éruptions volcaniques ont repris il y a 56 000 ans.
Barbara Cserép, doctorante à Eötvös Eötvös Eötvös, étudie les produits des éruptions les plus jeunes : "Ils ont été formés par des éruptions plus dangereuses et explosives par rapport aux périodes actives précédentes. Il est donc important de comprendre les raisons de ce changement dans les schémas éruptifs !" La dernière éruption a eu lieu il y a 30 000 ans et depuis lors, le volcan est de nouveau endormi. "
Les causes des éruptions volcaniques et les processus qui contrôlent leur déclenchement sont cachés dans les roches formées lors de l’activité volcanique. Ces causes peuvent être révélées par une étude détaillée des minéraux à partir desquels les roches sont formées. L'équipe a déterminé la composition chimique de toutes les phases minérales de la pierre ponce formée lors d'éruptions volcaniques il y a entre 56 et 30 000 ans, généralement à haute résolution, du noyau jusqu'au bord du cristal.
Ils ont ensuite évalué de manière critique les résultats de diverses méthodes de calcul de la température de cristallisation, de la pression, de l’état redox, de la composition du bain fondu et de la teneur en humidité du bain fondu pour quantifier les conditions du magma et déterminer comment ces cristaux ont été incorporés dans le magma en éruption. Cela permet de révéler la structure des systèmes de réservoirs de magma, les processus qui conduisent aux éruptions et les causes des éruptions explosives.
La clé des éruptions explosives
Le personnage clé de cette étude détective sur le pétrole est un minéral appelé amphibole. Barbara Cserép explique : « De nombreux éléments peuvent pénétrer dans le réseau cristallin de l'amphibole, mais le remplacement des éléments est fortement contrôlé par les conditions magmatiques. La composition chimique de l'amphibole dans la pierre ponce Ciomadul varie considérablement, même au sein d'un seul échantillon. Certaines amphiboles représentent un réservoir de magma hautement cristallin à basse température à des profondeurs de 8 à 12 kilomètres, mais la majeure partie de l'amphibole a été transportée vers ce réservoir de magma peu profond par du magma alimenté à haute température provenant de profondeurs plus profondes.
"Par rapport à la dernière période d'éruption qui a formé le dôme de lave, ces magmas de recharge fraîche contiennent des amphiboles avec une composition unique, c'est-à-dire que ces magmas sont légèrement différents, ce qui peut être une raison importante pour laquelle l'éruption est devenue un volcan explosif." Cserép a ajouté : "Nous avons trouvé plusieurs amphiboles dont la composition chimique n'a pas été rapportée dans les roches volcaniques d'autres volcans. Ils ont interprété cette amphibole comme un stade précoce de cristallisation du magma superhydrique. Ces magmas de recharge riches en eau peuvent avoir joué un rôle clé dans le déclenchement d'éruptions explosives."
Le bord le plus externe du cristal et la composition des oxydes de fer et de titane fournissent des informations sur les conditions du magma avant l'éruption. "Lorsque les conditions du magma changent, la composition des oxydes de fer et de titane atteint l'équilibre en quelques jours ; ils montrent que le magma en éruption était à 800-830 degrés Celsius et qu'il a été oxydé", a déclaré le chercheur postdoctoral Máté Szemerédi, un autre auteur principal de l'étude.
Actuellement, le volcan Theomadur ne montre aucun signe de réveil. Cependant, l’étude note également que la réactivation pourrait se produire rapidement, en quelques semaines ou mois, si elle est alimentée par un magma chaud et aqueux. Les études quantitatives de pétrologie volcanique sont très importantes pour reconstruire la structure des réservoirs de magma et les conditions de stockage du magma sous les volcans, ce qui nous aide également à prédire les éruptions volcaniques et à mieux comprendre les signaux avant les éruptions volcaniques.
Szabolcs Harangi a noté : « La nouveauté de cette étude est qu'elle a été menée sur un volcan en sommeil depuis longtemps, qui fait donc l'objet d'une attention internationale croissante. Cela contribue à souligner qu'en plus des quelque 1 500 volcans potentiellement actifs sur Terre, les volcans en sommeil depuis longtemps peuvent également présenter des dangers jusqu'alors méconnus, surtout s'il y a encore du magma en fusion sous le volcan.
Compilé à partir de : ScitechDaily