Des chercheurs de l'Université de Bristol et du Centre de recherche environnementale des universités écossaises ont découvert que les super-éruptions se produisent lorsque d'énormes accumulations de magma au plus profond de la croûte terrestre, formées au cours de millions d'années, se déplacent rapidement vers la surface, perturbant la roche préexistante.

À l'aide d'un modèle d'écoulement crustal, une équipe internationale de scientifiques a pu montrer que des plutons préexistants - un corps de roche intrusive constitué de magna ou de lave solidifiée - se sont formés sur quelques millions d'années avant quatre gigantesques super éruptions connues et que la perturbation de ces plutons par des magmas nouvellement mis en place s'est déroulée avec une rapidité extraordinaire. Alors que le magma alimentant les super éruptions se déroule sur une période de temps prolongée, le magma perturbe la croûte puis éclate en quelques décennies seulement.

Les résultats, publiés aujourd'hui dans Nature , expliquent ces différences extrêmes dans les intervalles de temps pour la génération de magma et l'éruption par le flux de croûte chaude mais solide en réponse à l'ascension du magma, expliquant la rareté de ces éruptions et leurs énormes volumes.

Le professeur Steve Sparks de l'École des sciences de la Terre de Bristol a expliqué :"La longévité des systèmes volcaniques plutoniques et apparentés contraste avec les courtes échelles de temps pour assembler des chambres magmatiques peu profondes avant les éruptions de grande magnitude de roche en fusion. Des cristaux formés à partir d'impulsions magmatiques antérieures, entraînés dans des magmas en éruption sont stockés à des températures proches ou inférieures au solidus pendant de longues périodes avant l'éruption et ont généralement un séjour très court dans les magmas hôtes pendant quelques décennies ou moins."

Cette étude jette un doute sur l'interprétation d'un stockage prolongé d'anciens cristaux à des températures suffisamment élevées pour que certaines roches en fusion soient présentes et indique les cristaux dérivés de plutons (granites) précédemment mis en place et complètement solidifiés.

Les scientifiques savent que les super-éruptions volcaniques éjectent des cristaux dérivés de roches plus anciennes. Cependant, avant cela, on pensait généralement qu'ils provenaient d'environnements chauds au-dessus des points de fusion de la roche. Des études antérieures qui montrent que les chambres magmatiques pour les super-éruptions se forment très rapidement, mais il n'y avait aucune explication convaincante pour ce processus rapide. Alors que la modélisation suggérait que les éruptions super-volcaniques devraient être précédées de très longues périodes de mise en place de plutons granitiques dans la croûte supérieure, les preuves de cette inférence manquaient largement.

Le professeur Sparks a ajouté :"En étudiant l'âge et le caractère des minuscules cristaux qui ont éclaté avec de la roche en fusion, nous pouvons aider à comprendre comment de telles éruptions se produisent.

"La recherche fournit une avancée dans la compréhension des circonstances géologiques qui permettent aux super-éruptions de se produire. Cela aidera à identifier les volcans qui ont un potentiel pour de futures super-éruptions."

De telles éruptions sont très rares et les scientifiques de Bristol estiment qu'un seul de ces types d'éruptions se produit sur terre tous les 20 000 ans. Cependant, de telles éruptions sont très destructrices localement et peuvent créer un changement climatique sévère à l'échelle mondiale qui aurait des conséquences catastrophiques.

"Time scales for pluton growth, magma chamber formation and super-eruptions" est publié dans Nature . + Explorer plus loin

Volcans alimentés par des réservoirs de "bouillie" plutôt que par des chambres de magma en fusion