Grâce à l'imagerie satellitaire, Des chercheurs de Penn State ont identifié pour la première fois un apport majeur de magma dans un réservoir s'étendant sur près de trois kilomètres du cratère d'un volcan au Nicaragua.

Cela montre que les volcans peuvent être alimentés en magma par des canaux souterrains à proximité et pourrait aider à expliquer comment les volcans peuvent entrer en éruption apparemment sans avertissement, car le centre actif du volcan présente une faible activité de déformation. Les résultats sont publiés aujourd'hui (28 mars) dans Lettres de recherche géophysique .

Une équipe dirigée par Christelle Wauthier, professeur assistant de géosciences et de l'Institute for CyberScience, utilisé des données satellitaires pour cartographier le mouvement du sol entourant le volcan Masaya, un volcan actif et une destination touristique populaire près de millions d'habitants près de Managua.

Utilisation du radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR), une technique qui utilise des images de télédétection par satellite radar, l'équipe a trouvé un gonflement du sol de plus de trois pouces dans une grande zone au nord du cratère. Ils ont utilisé des données comparatives prises à différents moments pour déterminer les augmentations de l'approvisionnement en magma. Ce travail a été corroboré par des mesures de gaz indépendantes prises au cratère par une autre équipe. La cartographie de l'inflation au sol près des volcans est un moyen de déterminer la probabilité d'une future éruption volcanique. InSAR peut mesurer des changements d'un tiers de pouce dans la topographie de la Terre.

Kirsten Stephens, doctorant en géosciences à Penn State, a déclaré que les données InSAR ont aidé l'équipe à repérer une augmentation de l'approvisionnement en magma dont l'étendue et l'amplitude peuvent être manquées ou sous-estimées par des capteurs au sol comme le GPS.

« Lorsque vous utilisez les données satellitaires, vous regardez en fait une zone étendue par opposition à une station GPS, qui est un point de mesure sur Terre, " a déclaré Stephens. "Avec les données satellitaires, nous regardons des centaines par des centaines de kilomètres de la Terre. Avec cette meilleure couverture spatiale, nous avons pu imager ce mouvement de gonflage du sol lié à cette apparition de lac de lave en 2015, que personne n'avait capturé auparavant."

Wauthier a déclaré que cette recherche change la façon dont nous devrions surveiller les volcans.

"Cela montre que vous devez surveiller près de la zone de ventilation active mais aussi plus loin pour obtenir une image plus large des processus du magma, ", a déclaré Wauthier. "C'est une preuve claire montrant que le magma peut être fourni en grandes quantités plus loin du point d'éruption."

Wauthier soupçonne que les voies du magma sont liées à une structure de caldeira préexistante qui s'est formée lors de l'effondrement du volcan 2, il y a 500 ans. Masaya, comme la caldeira de Yellowstone au Wyoming, n'a pas de forme conique. L'activité magmatique passée a fait tomber le toit d'un réservoir, créant une dépression au point d'éruption. Des zones faibles pourraient s'être formées lors de cet événement et pourraient actuellement servir de voies de magma, Wauthier a dit, mais il faudra plus de recherche pour le déterminer.

"L'apport de magma décalé a beaucoup de conséquences en interprétant les troubles volcaniques, car si vous aviez regardé uniquement l'événement actif, vous avez peut-être manqué la majeure partie de l'inflation, " a déclaré Wauthier. " Vous n'avez peut-être pas réalisé qu'il y avait beaucoup de magma qui s'accumulait sous le sol. "

La dernière fois que Masaya a connu une éruption massive, c'était en 1772, et un lac de lave a souvent été visible au sommet depuis lors. Cependant, le volcan a montré des signes d'activité, avec sa plus récente éruption explosive, qui a duré environ une semaine, en 2012. L'éruption de 1772 a craché des cendres et de la lave en fusion sur plus de 30 miles. Aujourd'hui, environ 2 millions de personnes vivent à moins de 12 miles du volcan.

"Le volcan a le potentiel d'être très explosif et de créer de très grosses éruptions, ", a déclaré Wauthier. "C'est pourquoi nous nous sommes concentrés sur ce domaine. Parce qu'il y a tellement de gens qui vivent là-bas, nous voulons comprendre ce qui se passe sur ce volcan et où se trouvent les réservoirs et les voies de magma. Si l'approvisionnement en magma augmente de manière significative, c'est un signe que le volcan pourrait devenir plus actif."

Stephens a déclaré que l'équipe travaille actuellement sur une étude de suivi en utilisant leurs quantités massives d'ensembles de données de télédétection fournis par sept satellites, ainsi que des mesures au sol acquises par le professeur agrégé de géosciences Pete LaFemina, pour modéliser plus en détail l'évolution temporelle de l'apport de magma.

"Grâce à la modélisation d'inversion, vous pouvez ensuite obtenir une estimation du changement de volume, " a déclaré Stephens. " Vous pouvez obtenir une estimation approximative de la quantité de magma qui a été fournie dans le système au cours de cette période. " La NASA et la National Science Foundation ont financé cette recherche.