L'éruption d'un volcan peut avoir des conséquences dévastatrices - tuer des gens et détruire des moyens de subsistance, ainsi que de libérer de grandes quantités de cendres dans le ciel qui perturbent les voyages aériens et modifient le climat. Sachant ce qui se passe sous terre, cependant, faciliterait de meilleurs avertissements pour le moment où une éruption se produira - et aiderait à sauver des vies tout en minimisant les dommages.

"La compréhension des volcans est un effort international. L'impact des éruptions ne s'arrête pas aux frontières, " a déclaré la vulcanologue Dr Catherine Annen de l'Université Savoie Mont Blanc en France.

Bien que relativement petit, l'éruption du volcan Eyjafjallajökull dans le sud de l'Islande en 2010 reste gravée dans les mémoires de nombreuses personnes. Son panache de cendres à la dérive a entraîné l'annulation généralisée de vols à travers l'Europe.

Aujourd'hui, autre, de plus gros volcans semblent être au bord de l'éruption. Les observations sismiques suggèrent que les Campi Flegrei en Italie, un supervolcan proche de millions de personnes vivant dans et autour de Naples, accumule du magma dans une dangereuse « zone chaude ».

Mais de telles observations ne donnent que des prévisions approximatives - généralement des jours, des semaines ou des mois à l'avance - du moment où un volcan entrera en éruption. "L'incertitude vient du fait que nous ne pouvons pas voir ce qui se passe sous terre, " a déclaré le Dr Annen.

Des scientifiques comme le Dr Annen ont déjà une bonne idée de ce qui se passe. Étant moins dense que la roche environnante, le magma des profondeurs de la Terre peut s'élever, potentiellement trouver un débouché à des points plus minces - les volcans - dans la croûte de la planète.

Moussage et congélation

Le magma se refroidit en montant, et si nous avons de la chance, il gèlera, ou se solidifier, avant d'éclater. D'autre part, la pression près de la surface chute aussi, et cela libère des gaz dissous, qui augmentent les chances d'une explosion de mousse - un peu comme ouvrir une bouteille de boisson gazeuse secouée.

Dr Stéphan Kolzenburg, volcanologue à l'Université McGill à Montréal, Canada, a déclaré :« Ces deux procédés – moussage et congélation – sont en concurrence, et selon celui qui gagne, le volcan entrera ou n'entrera pas en éruption."

Les processus de moussage et de solidification sont également au cœur des modèles mathématiques des volcans. Grâce à un projet de recherche appelé DYNAVOLC, Le Dr Kolzenburg espère qu'en comprenant mieux la concurrence entre les deux processus, et en les reliant à des signaux géophysiques enregistrés à la surface de la Terre, il pourra améliorer les cartes d'aléas représentant les zones les plus susceptibles d'être affectées par les éruptions volcaniques.

Bien que son projet de recherche n'ait commencé qu'en avril, il a déjà donné des résultats. Dans une étude, Le Dr Kolzenburg a découvert que les coulées de magma et de lave plus rapides, plus vite il se solidifie – des connaissances qui pourraient améliorer les modèles de volcans.

Tous les volcans ne se comportent pas de la même manière, toutefois. Ayant eu plus de temps pour stocker le magma, les vieux volcans ont tendance à être plus chauds que les jeunes volcans, et cela détermine, par exemple, le niveau de gonflement du sol proche de l'éruption.

L'âge du volcan

Le Dr Annen s'intéresse à la façon dont l'âge d'un volcan affecte ce signal et d'autres signaux d'avertissement potentiels. Grâce à un projet appelé MAGMATS, elle simule sur ordinateur l'interaction du magma et des gaz pour comprendre comment les paramètres clés du volcan changent sur des milliers à des centaines de milliers d'années.

Ces paramètres comprennent la température, teneur en gaz et teneur en magma - dont aucune ne varie d'une manière simple, mode linéaire les uns avec les autres. « Simuler les processus est un défi, " elle a dit.

Néanmoins, le travail devrait aider la prédiction d'une éruption à être mieux adaptée à l'âge d'un volcan - et donc plus précise. Le Dr Annen espère appliquer ses découvertes à quatre volcans actifs :Campi Flegrei en Italie, Uturunku en Bolivie, Merapi en Indonésie et Krafla en Islande.

"Je voudrais savoir s'il y a de grands volumes de magma prêts à éclater près de la surface - ou si, au contraire, toute éruption doit d'abord impliquer un nouveau transfert de magma à partir de niveaux plus profonds, " dit-elle. En fin de compte, elle espère que "toute décision d'évacuation sera mieux informée".