Rocher, Colo., États-Unis :la capacité des volcanologues à estimer les risques d'éruption dépend en grande partie de la connaissance de l'emplacement des réservoirs de magma, profondément dans la croûte terrestre. Mais que se passe-t-il si le magma ne peut pas être repéré ?

Shane Rooyakkers, un chercheur postdoctoral à GNS Science en Nouvelle-Zélande, a grandi à l'ombre du mont Taranaki sur l'île du Nord du pays, randonnées sur les nombreux volcans de l'île. Aujourd'hui, ses recherches révèlent des dangers cachés qui ont peut-être toujours été sous ses pieds.

Une nouvelle étude, publié hier dans Géologie , explore une menace que les volcanologues n'ont découverte que récemment :des bassins de magma étonnamment peu profonds qui sont trop petits pour être détectés avec un équipement commun de surveillance des volcans. Un tel corps magmatique a été découvert en Islande en 2009, lorsque des scientifiques du projet Iceland Deep Drilling Project ont accidentellement foré directement dans la roche en fusion deux kilomètres moins profonds que les profondeurs où le magma avait été détecté auparavant. Magma a commencé à ramper dans le trou de forage, atteignant plusieurs mètres avant d'être arrêté avec des fluides de forage froids. L'étude ajoute une information critique au puzzle en reliant le magma caché à une éruption vieille de plusieurs siècles.

Rooyakkers, qui est l'auteur principal de l'étude et a terminé le travail à l'Université McGill, comparé la composition du magma éteint, qui avait formé un verre volcanique lisse, avec des roches d'une éruption de ce même volcan, Krafla, en 1724. Avant son étude, les scientifiques pensaient que le magma peu profond dans lequel ils avaient foré avait été mis en place après une série d'éruptions dans les années 1980. Personne ne s'attendait à ce que le magma caché soit lié à l'éruption de 1724, donc ce que Rooyakkers a trouvé était une surprise.

"Quand on regardait les compositions de 1724, nous avons trouvé une correspondance presque parfaite avec ce qui a été échantillonné lors du forage, " dit Rooyakkers. " Cela suggère qu'en fait, ce corps magmatique est là depuis 1724 et a déjà été impliqué dans une éruption à Krafla. Cela pose donc la question de, « Pourquoi la géophysique ne l'a-t-elle pas détectée ? »"

La réponse est la taille. La plupart des détections de magma reposent sur l'imagerie sismique, comme les compagnies pétrolières l'utilisent pour détecter les réserves profondes sous le fond marin. Quand il y a un tremblement de terre, les instruments détectent combien de temps il faut aux ondes sonores pour traverser la croûte. Selon la densité des roches, les ondes sonores reviennent à des moments différents. Alors s'il y a de l'eau, huile, ou du magma stocké sous terre, les ondes sonores devraient le refléter. Mais ces chambres magmatiques cachées sont trop petites pour ces instruments, ainsi que d'autres outils de détection, trouver.

« Dans les approches traditionnelles de la surveillance des volcans, l'accent est mis sur la connaissance de l'emplacement du magma et des corps magmatiques actifs, " dit Rooyakkers. " Krafla est l'un des volcans les plus intensément surveillés et instrumentés au monde. Ils ont tout jeté sauf l'évier de la cuisine en termes de géophysique. Et pourtant, nous ne savions toujours pas qu'il y avait ce corps de magma rhyolitique assis à seulement deux kilomètres de profondeur qui est capable de produire une éruption dangereuse."

Des études comme celle de Rooyakkers suggèrent que les petites, des corps magmatiques plus largement distribués pourraient être plus fréquents qu'on ne le pensait auparavant, remettant en cause l'opinion conventionnelle selon laquelle la plupart des éruptions sont alimentées par des chambres magmatiques plus grandes et plus profondes qui peuvent être détectées de manière fiable.

Au-delà de ne pas pouvoir suivre l'activité magmatique, la planification des éruptions et l'estimation des risques deviennent plus difficiles si les scientifiques soupçonnent la présence de corps magmatiques cachés. Par exemple, le volcan Krafla est généralement dominé par le basalte, un type de magma qui a tendance à éclater passivement (comme l'éruption récente à Fagradallsfjall en Islande) plutôt que dans une explosion. Mais le corps de magma caché à Krafla est fait de rhyolite, un type de magma qui crée souvent de violentes explosions lors de son éruption.

« Donc, le problème dans ce cas serait que vous ayez un magma rhyolitique peu profond que vous ne connaissez pas, il n'a donc pas été pris en compte dans la planification des risques, " explique Rooyakkers. " S'il est touché par un nouveau magma qui monte, vous pourriez avoir une éruption beaucoup plus explosive que vous ne l'aviez prévu."

Au fur et à mesure que les volcanologues prennent conscience des dangers associés à ces eaux peu profondes, systèmes magmatiques distribués, ils peuvent travailler à l'amélioration du suivi, essayant de capturer ces piscines de magma cachées. Couvrir une zone volcanique avec plus de détecteurs peut être coûteux, mais en améliorant la résolution de l'imagerie magmatique, les scientifiques peuvent faire économiser à une communauté ou à une entreprise bien plus que le coût de l'étude. Les risques varient d'un volcan à l'autre, mais en général, à mesure que nous en apprenons davantage sur ces systèmes magmatiques, les scientifiques soucieux d'estimer les dangers peuvent être conscients de la possibilité d'un magma caché.

Malgré les risques qu'il découvre, Les Rooyakkers vivront-ils encore autour des volcans ?

"Oh oui, avec certitude, " dit-il en riant. " Je veux dire, il y a un risque avec n'importe quoi, n'est-ce pas ?"