Les cendres volcaniques sont dangereuses pour de nombreux aspects de notre vie. En vol, il peut endommager les avions :ses particules abrasent les surfaces de l'avion et peuvent même provoquer des pannes d'instruments critiques. Une fois la cendre tombée, cela peut nuire à notre santé et endommager les infrastructures, l'agriculture et l'environnement. Pour se protéger de ces aléas, la société doit développer des méthodes de prévision efficaces.

À cette fin, des scientifiques soutenus par les projets AVAST et SLIM financés par l'UE ont étudié comment les particules de cendres sont affectées par différentes éruptions volcaniques. L'idée est que si les chercheurs peuvent estimer la taille, la forme et la composition des cendres volcaniques, ils peuvent alors prédire avec plus de précision les dangers de diverses éruptions sans même échantillonner les cendres. Pour atteindre l'objectif, l'équipe du projet a utilisé une nouvelle méthode analytique pour saisir comment une activité éruptive variée affecte une gamme de dangers. Leur nouvelle technique est basée sur une analyse minérale quantitative menée au microscope électronique à balayage leur permettant de lier la composition de surface des particules de cendres volcaniques à l'activité lors des éruptions. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Rapports scientifiques .

Les chercheurs ont obtenu leurs échantillons de cendres du complexe volcanique guatémaltèque Santiaguito qui se développe depuis 1922. Le plus récent de ses quatre évents, Caliente, est en éruption active depuis plus de 40 ans, avec des explosions régulières de cendres et de fragments de roche, et une décharge de lave quasi continue. Les cendres volcaniques étudiées ont été sélectionnées à partir de deux sources. L'une des sources était une explosion volcanique constituée de nuages ​​de gaz et de cendres éjectés haut dans les airs. L'autre était une coulée pyroclastique – un courant rapide de gaz chaud et de matière volcanique balayant les flancs d'un volcan – causée par l'effondrement d'un dôme au complexe de Santiaguito.

L'activité volcanique affecte la fragmentation du magma

Les particules de cendres volcaniques ont un diamètre inférieur à 2 mm et sont généralement constituées de cristal et de verre volcanique formés dans le magma et parfois aussi de fragments de roche. Dans leur étude, l'équipe du projet a introduit un système appelé QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy) Particle Mineralogical Analysis. Ils ont utilisé ce nouveau système pour examiner leurs échantillons de cendres de Santiaguito et pour étudier les mécanismes de fragmentation. "La façon dont les fragments de magma dépendent du type d'activité volcanique impliquée dans sa production et cela modifie également la minéralogie qui se trouve à la surface des particules de cendres", a expliqué l'auteur principal, le Dr Adrian Hornby, dans un article publié sur Phys.org.

Les échantillons de cendres obtenus lors de l'explosion volcanique présentaient une répartition uniforme de plagioclase - une forme de feldspath - et de verre, enrichi d'autres minéraux à la surface des particules. Cependant, les cendres générées par l'effondrement du dôme avaient plus de verre et moins de feldspath à la surface. "Nos résultats apportent une contribution significative à une meilleure compréhension de l'origine et de la composition des cendres volcaniques - ce qui est nécessaire pour permettre d'évaluer les risques associés aux éruptions, " a déclaré le Dr Hornby.

Les recherches soutenues par AVAST (Advanced Volcanic Ash characteriSaTion) et SLIM (Strain Localization in Magma) soulignent la nécessité d'approfondir les recherches sur les mécanismes de fragmentation. SLIM a pris fin en juin 2018, tandis qu'AVAST se poursuit jusqu'en août 2019.