L'Etna, en Sicile, en Italie, est le volcan le plus actif d'Europe, mais la communauté scientifique a eu du mal à expliquer comment il s'est formé, car les modèles géologiques traditionnels ne peuvent pas être pleinement appliqués à ce volcan. Les dernières recherches de l'Université de Lausanne proposent une nouvelle hypothèse, affirmant que l'Etna n'appartient peut-être pas aux volcans de limite de plaques, aux volcans de zone de subduction ou aux volcans de points chauds, mais qu'il est similaire à un type particulier de volcan rare "petit-spot".

L'Etna est situé sur la côte est de la Sicile. Son histoire d'activité remonte à plus de 500 000 ans. Il culmine à plus de 3 000 mètres d'altitude et entre en éruption plusieurs fois par an. C'est l'un des volcans les plus intensément observés au monde. Malgré cela, ses origines ne sont encore que partiellement comprises : aucun des trois principaux mécanismes d’inflammation, à savoir la division des plaques, la subduction et les points chauds intraplaques, ne peut expliquer pleinement sa source de magma et ses caractéristiques chimiques.

Une équipe de recherche de l'Université de Lausanne, en coopération avec Anna Rosa Corsaro de la branche de Catane de l'Institut national italien de géophysique et de volcanologie (INGV), a publié un article dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth, proposant que le magma de l'Etna n'a pas été généré par une fusion à grande échelle dans le manteau avant l'éruption, mais a été continuellement reconstitué par un petit « inventaire » de magma préexistant dans le manteau supérieur sur une longue période de temps. Ce magma s'accumule au sommet du manteau supérieur à environ 80 kilomètres de la surface, puis remonte par intermittence sous l'effet des contraintes tectoniques.

De manière générale, la formation des volcans peut être grossièrement classée en trois catégories : premièrement, aux limites de rupture de plaques telles que les dorsales médio-océaniques, la séparation des plaques permet au manteau ascendant de se décompresser et de fondre, formant une nouvelle croûte océanique ; deuxièmement, au niveau des zones de subduction, les plaques de croûte océanique subductrices vers le bas transportent l'eau dans la ceinture abaisse le point de fusion du manteau sus-jacent, déclenchant la fusion et créant des volcans explosifs comme le mont Fuji au Japon ; troisièmement, à l’intérieur de la plaque, des panaches mantelliques anormalement chauds forment des points chauds, construisant des chaînes d’îles volcaniques comme Hawaï et La Réunion.

Cependant, l'Etna "ne ressemble à aucune réponse standard". Bien qu'elle soit proche de la zone de subduction, sa composition chimique est plus proche de celle des volcans à points chauds ; mais en dessous, il n’y a aucune preuve claire de points chauds du manteau comme Hawaï. La nouvelle étude souligne que ce qui est inhabituel à propos de l'Etna est que le magma qu'il consomme n'est pas "fondu frais" à chaque éruption, mais est extrudé d'une poche de fonte de petit volume existante dans le manteau supérieur.

L'équipe de recherche estime que le fond tectonique inhabituel est l'un des facteurs clés : la plaque africaine et la plaque eurasienne continuent d'entrer en collision dans cette zone, provoquant la courbure de la plaque proche de la zone de subduction, formant une série de fissures et de zones de faiblesse sur la plaque. Au fur et à mesure que la plaque se plie lentement, ces fissures sont comme des canaux créés lorsqu'une éponge comprimée est pressée, permettant au magma du manteau supérieur de s'élever par lots le long des fissures et de construire de grands volcans en couches à la surface.

Sur la base de cette idée, les chercheurs ont proposé que l'Etna pourrait appartenir à un type de "quatrième volcan" reconnu seulement depuis 2006 - une version terrestre agrandie du volcan micropoint. Les volcans dits micropoints sont un type de petit volcan sous-marin découvert par des scientifiques japonais dans la zone de courbure de la plaque marine profonde. Leur existence montre qu'il existe effectivement des poches de magma éparses au sommet du manteau supérieur, qui peuvent être « décomprimées » en volcans dans des conditions tectoniques appropriées.

Sébastien Pilet, premier auteur de l'article et professeur à la Faculté des sciences de la Terre et de l'environnement de l'Université de Lausanne, a souligné que le mécanisme de formation de l'Etna est étonnamment similaire à celui de ces minuscules volcans sous-marins, mais que l'échelle est amplifiée à un niveau complètement différent. Dans le passé, les volcans à micropointes observés sur le fond marin n’avaient que quelques centaines de mètres de haut, mais l’Etna est un stratovolcan typique à grande échelle. Il a commencé à être actif il y a environ 500 000 ans et se trouve aujourd'hui à plus de 3 000 mètres d'altitude. C'est un géant.

Pour tester cette nouvelle hypothèse, l'équipe de recherche a mené une analyse systématique d'échantillons de roches du mont Etna au cours de son évolution d'environ 500 000 ans, en suivant les changements à long terme dans la composition chimique de sa lave. Les résultats montrent que l’empreinte chimique du magma de l’Etna est relativement stable, même si l’environnement tectonique environnant a évolué au cours de la longue histoire géologique. Cela montre que la zone source qui fournit le magma existe dans le manteau supérieur depuis longtemps et que les changements dans l'intensité et le volume de l'éruption sont principalement liés au mouvement des plaques et aux changements dans les canaux de fracture provoqués par celui-ci, plutôt qu'à des changements drastiques dans la source de magma profond elle-même.

Sur cette base, les chercheurs ont proposé que l'Etna ressemble davantage à un tuyau « qui fuit » à long terme, qui conduit continuellement le magma de la couche à faible vitesse du manteau supérieur vers la surface, maintenant ainsi ses activités éruptives anormalement fréquentes. Ce modèle de « fuite de pipeline » confirme mutuellement la vision des sacs magmatiques du manteau supérieur reflétés par les volcans à micropointes, fournissant un nouveau cadre théorique pour comprendre l'origine des volcans dans différents environnements tectoniques à travers le monde.

Ces recherches contribuent non seulement à redéfinir la position de l'Etna dans la carte de classification des volcans, mais fournissent également de nouvelles idées pour évaluer les risques de son activité future. En caractérisant plus précisément la profondeur, l'échelle et les méthodes de reconstitution des réservoirs de magma, les chercheurs de l'INGV à Catane devraient introduire des paramètres plus réalistes dans la surveillance des volcans et l'évaluation des catastrophes, améliorant ainsi les capacités d'alerte précoce pour ce volcan super « normalement ouvert ».