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    De nouvelles connaissances sur le manteau terrestre aident à expliquer les volcans explosifs indonésiens

    Agung, un volcan à Bali, a eu une éruption explosive en 2018. Crédit :O.L. Andersen

    Les volcans indonésiens sont parmi les plus dangereux au monde. Pourquoi? Grâce à des analyses chimiques de minuscules minéraux dans la lave de Bali et de Java, des chercheurs de l'Université d'Uppsala et d'ailleurs ont trouvé de nouveaux indices. Ils comprennent maintenant mieux comment le manteau terrestre est composé dans cette région particulière et comment le magma change avant une éruption. L'étude est publiée dans Communication Nature .

    Françoise Deegan, premier auteur de l'étude et chercheur au Département des sciences de la Terre de l'Université d'Uppsala, dit, "Le magma se forme dans le manteau, et la composition du manteau sous l'Indonésie n'était que partiellement connue. Avoir une meilleure connaissance du manteau terrestre dans cette région nous permet de faire des modèles plus fiables pour les changements chimiques du magma lorsqu'il perce la croûte là-bas, qui a une épaisseur de 20 à 30 kilomètres, avant une éruption."

    La composition du magma est très variable d'un milieu géologique à l'autre, et a une incidence sur le type d'éruption volcanique qui se produit. L'archipel indonésien a été créé par le volcanisme, causée par la collision de deux des plaques tectoniques continentales de la Terre. Dans cette collision, La plaque indo-australienne glisse sous la plaque eurasienne à une vitesse d'environ 7 cm par an. Ce processus, connu sous le nom de subduction, peut provoquer de puissants tremblements de terre. La catastrophe du tsunami de 2004, par exemple, a été causée par des mouvements le long de cette limite de plaque particulière.

    L'instrument SIMS au Musée suédois d'histoire naturelle de Stockholm, que les chercheurs ont utilisé pour étudier la composition isotopique de l'oxygène des minéraux dans diverses laves d'Indonésie. Crédit :Frances Deegan

    Volcanisme, trop, apparaît dans les zones de subduction. Lorsque la plaque tectonique en train de couler descend dans le manteau, il se réchauffe et l'eau qu'il contient est libérée, provoquant la fonte de la roche environnante. Il en résulte des volcans souvent explosifs et, heures supplémentaires, constituer des groupes d'îles en forme d'arc. Le long de l'Arc de la Sonde, comprenant l'archipel du sud de l'Indonésie, plusieurs éruptions volcaniques cataclysmiques ont eu lieu. Les exemples sont le Krakatoa en 1883, Mont Tambora en 1815 et Toba, qui a eu une super-éruption massive d'environ 72, il y a 000 ans.

    Le magma réagit chimiquement avec la roche environnante lorsqu'il pénètre dans la croûte terrestre avant d'éclater à la surface. Il peut donc varier considérablement d'un volcan à l'autre. Pour mieux comprendre l'origine du volcanisme en Indonésie, les chercheurs voulaient connaître la composition du magma "primaire", qui est dérivé du manteau lui-même. Comme les échantillons ne peuvent pas être prélevés directement sur le manteau, les géologues ont étudié les minéraux de la lave récemment éjectée de quatre volcans :Merapi et Kelut à Java, et Agung et Batur à Bali.

    En utilisant les puissants faisceaux d'ions d'un instrument de spectrométrie de masse d'ions secondaires (SIMS), une forme ultramoderne de spectromètre de masse, les chercheurs ont examiné des cristaux de pyroxène. Ce minéral est l'un des premiers à cristalliser à partir d'un magma. Ce qu'ils voulaient déterminer était le rapport des isotopes d'oxygène 16 O et 18 , ce qui en dit long sur la source et l'évolution du magma.

    "La lave se compose d'environ 50 pour cent d'oxygène, et la croûte terrestre et le manteau diffèrent énormément dans leur composition isotopique de l'oxygène. Donc, de retracer la quantité de matière que le magma a assimilée de la croûte après avoir quitté le manteau, les isotopes de l'oxygène sont très utiles, " dit Deegan.

    Les chercheurs ont découvert que la composition en oxygène des minéraux de pyroxène de Bali n'avait pratiquement pas été affectée au cours de leur voyage à travers la croûte terrestre. Leur composition était assez proche de leur état d'origine, indiquant qu'un minimum de sédiments avait été attiré dans le manteau lors de la subduction. Un modèle entièrement différent a été trouvé dans les minéraux de Java.

    "Nous avons pu voir que Merapi à Java présentait une signature isotopique très différente de celles des volcans de Bali. C'est en partie parce que le magma de Merapi interagit intensément avec la croûte terrestre avant d'entrer en éruption. C'est très important car lorsque le magma réagit avec, par exemple, le calcaire qui se trouve dans le centre de Java juste sous le volcan, le magma se remplit jusqu'à l'éclatement de dioxyde de carbone et d'eau, et les éruptions deviennent plus explosives. C'est peut-être pour ça que Merapi est si dangereux. C'est en fait l'un des volcans les plus meurtriers d'Indonésie :il en a tué près de 2, 000 personnes au cours des 100 dernières années, et l'éruption la plus récente a fait 400 morts, " déclare le professeur Valentin Troll du Département des sciences de la Terre de l'Université d'Uppsala.

    L'étude est une collaboration entre des chercheurs de l'Université d'Uppsala, le Musée suédois d'histoire naturelle de Stockholm, l'Université du Cap en Afrique du Sud, l'Université de Fribourg en Allemagne et la Vrije Universiteit (VU) Amsterdam aux Pays-Bas. Les résultats de l'étude améliorent notre compréhension du fonctionnement du volcanisme dans l'archipel indonésien.

    "L'Indonésie est densément peuplée, et tout ce qui nous permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces volcans est précieux, et nous aide à mieux nous préparer à l'éruption des volcans, " dit Deegan.


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