Il existe de grands volcans boucliers dans les océans du monde où la lave n'est généralement pas éjectée du cratère lors de violentes explosions, mais s'écoule lentement du sol par de longues fissures. Lors de la récente éruption du volcan Sierra Negra dans les îles Galapagos, qui se trouvent à un peu moins de mille kilomètres au large de l'Amérique du Sud dans l'océan Pacifique, l'une de ces fissures a été alimentée par un chemin courbe en juin 2018. Ce chemin de 15 kilomètres de long, y compris le pli, a été créé par l'interaction de trois forces différentes dans le sous-sol, Timothy Davis et Eleonora Rivalta du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences à Potsdam, avec Marco Bagnardi et Paul Lundgren du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, expliquez maintenant sur la base de modèles informatiques dans le journal Lettres de recherche géophysique .

Même avant l'éruption, les géoscientifiques californiens avaient vu dans les données des satellites radar que la surface du flanc du volcan Sierra Negra de 1140 mètres de haut avait bombé à une hauteur d'environ deux mètres :ce renflement, environ cinq kilomètres de large, s'étendait depuis le bord du cratère sur une dizaine de kilomètres dans une direction ouest-nord-ouest et tournait à angle droit vers le nord-nord-est près de la côte. Timothy Davis et son équipe ont alors découvert en quoi consistait cette structure et son virage déroutant à l'aide de modèles informatiques.

Force motrice 1 :Hotspot sous les îles Galapagos

Comme beaucoup d'autres volcans au milieu des océans du monde, un "hotspot" est caché sous les îles Galapagos. Pendant au moins 20 millions d'années, la roche chaude s'est élevée lentement des profondeurs de l'intérieur de la Terre, comme un solide, mais pâte à modeler difficile à former. Comme un chalumeau, ce point chaud, jusqu'à 200 kilomètres de large, fond à travers la croûte solide de la Terre. Ce magma chaud est un peu plus léger que la roche solide qui l'entoure, il continue donc de s'élever jusqu'à ce qu'il se rassemble dans une grande cavité à environ deux kilomètres sous le cratère du volcan Sierra Negra. "Avec un diamètre d'environ six kilomètres et une épaisseur ne dépassant pas un kilomètre, cette chambre magmatique ressemble à une énorme galette de roche en fusion, " Timothy Davis décrit cette structure.

Force motrice 2 :Le poids de la roche volcanique

Au cours des presque 13 années écoulées depuis la dernière éruption en octobre 2005, de plus en plus de magma a coulé dans la chambre par le bas. Là, la pression a augmenté et a soulevé le fond du cratère jusqu'à 5,20 mètres. Cependant, l'énorme force des masses de magma qui se rassemblaient cherchait une autre issue. Profond souterrain, la roche visqueuse a lentement rampé dans une direction ouest-nord-ouest. Une autre force joue ici un rôle important :le poids énorme des masses rocheuses du volcan exerce une pression d'en haut sur la coulée de magma qui vient de se former. Au fur et à mesure que le volcan bouclier devient de plus en plus plat vers l'extérieur, la pression y diminue également. Comme la roche en fusion est pressée dans la direction avec une pression plus basse, il se gonfle lentement vers l'extérieur dans une coulée de magma de quatre kilomètres de large mais seulement d'environ deux mètres de haut.

Force motrice 3 :flottabilité

Près du littoral, le volcan bouclier qui s'aplatit appuie de plus en plus faiblement sur le couloir de magma maintenant presque dix kilomètres de long sous la surface. Là, une troisième force prend le dessus. Le magma est beaucoup plus léger que la roche autour du passage et n'était auparavant empêché de gonfler que par le poids sus-jacent du volcan bouclier. Près du littoral, cependant, cette flottabilité devient plus forte que la pression de la roche d'en haut. En plus de ça, la pente magmatique y penche d'une dizaine de degrés dans les profondeurs. Ensemble, ces forces changent la direction dans laquelle la roche visqueuse est pressée et la pente du magma se courbe vers le nord-nord-est.

La roche se fissure, le volcan entre en éruption

Toujours, le gonflement du magma sous le cratère continue d'augmenter la pression jusqu'à ce que la masse en fusion se pressant vers le haut commence à fissurer la roche autour du passage du magma. A pas plus que la vitesse de marche, cette fissure (dyke) remplie de magma se déplace profondément sous terre vers le littoral. "Le magma qui s'élève de la fissure atteint la surface après quelques jours et continue à y couler sous forme de lave, qui se solidifie au bout d'un certain temps, " Timothy Davis explique le déroulement ultérieur de l'éruption volcanique.

Prérequis important pour la prévision et la minimisation des risques

Pour la première fois, le géophysicien a pu simuler une voie de propagation de magma si tortueuse alimentant une éruption et déterminer les forces qui la contrôlent. Timothy Davis et Eleonora Rivalta, avec leurs collègues californiens, ont ainsi jeté des bases importantes pour la recherche sur de telles éruptions de fissures. Et ils ont franchi une étape décisive pour prédire de telles éruptions et ainsi réduire les dangers qu'elles représentent.