Une nouvelle étude révèle pourquoi les chambres magmatiques qui alimentent les éruptions volcaniques récurrentes et souvent explosives ont tendance à résider dans une plage de profondeur très étroite au sein de la croûte terrestre. Les résultats, Publié dans Géosciences de la nature , pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les processus volcaniques dans le monde entier.

La recherche utilise des modèles informatiques qui capturent la physique de la façon dont les chambres magmatiques, réservoirs dans la croûte qui contiennent des roches partiellement fondues, évoluer dans le temps. Les modèles ont montré que deux facteurs :la capacité de la vapeur d'eau à sortir du magma, et la capacité de la croûte à s'étendre pour s'adapter à la croissance des chambres - sont les facteurs clés limitant la profondeur des chambres magmatiques, qui se trouvent généralement entre six et 10 kilomètres de profondeur.

"Nous savons d'après les observations qu'il semble y avoir un point idéal en termes de profondeur pour les chambres magmatiques qui éclatent à plusieurs reprises, " a déclaré Christian Huber, géologue à l'Université Brown et auteur principal de l'étude. "Pourquoi ce sweet spot existe a été une question ouverte pendant longtemps, et c'est la première étude qui explique les processus qui la contrôlent."

Des profondeurs de 6 à 10 kilomètres correspondent généralement à des pressions d'environ 1,5 kilobars du côté peu profond et 2,5 kilobars du côté profond. Les modèles ont montré qu'à des pressions inférieures à 1,5 kilobars, l'eau piégée dans le magma forme facilement des bulles, conduisant à de violentes explosions volcaniques qui projettent plus de magma hors d'une chambre qu'il ne peut en être remplacé. Ces chambres cessent rapidement d'exister. À des pressions supérieures à 2,5 kilobars, les températures chaudes au plus profond de la Terre rendent les roches entourant la chambre magmatique molles et souples, ce qui permet à la chambre de se développer confortablement sans éclater à la surface. Ces systèmes se refroidissent et se solidifient avec le temps sans jamais éclater.

"Entre 1.5 et 2.5, les systèmes sont contents, " Huber a dit. " Ils peuvent éclater, recharger et continuer."

La clé des modèles, Huber a dit, est qu'ils capturent la dynamique à la fois de la croûte hôte et du magma dans la chambre elle-même. La capacité de la chambre magmatique profonde à croître sans éclater était assez bien comprise, mais la limite que la vapeur d'eau exerce sur les chambres magmatiques peu profondes n'avait pas été appréciée.

"Il n'y avait pas eu une bonne explication pour laquelle cette zone habitable devrait se terminer à 1,5 kilobars, " Huber a déclaré. "Nous montrons que le comportement du gaz est vraiment important. Cela fait simplement éclater plus de masse que ce qui peut être rechargé. »

Huber dit que les résultats seront utiles pour comprendre le budget global du magma.

"Le ratio de magma qui reste dans la croûte par rapport à la quantité qui a éclaté à la surface est une énorme question, " Huber a déclaré. "Le magma fournit du CO2 et d'autres gaz à l'atmosphère, qui influence le climat. Il est donc important d'avoir un guide pour comprendre ce qui sort et ce qui reste à l'intérieur."