Questions - Réponses

Sciences

Est-ce que le phénomène de flottabilité à l'origine supposé des super-éruptions engendre les mêmes signes précurseurs d'une éruption, c'est-à-dire un gonflement de la surface et des séismes, annonçant une déformation de la chambre magmatique ?

Question de Alice98g, 20 ans

Rossana martini

Réponse de Rossana Martini

Professeur

Département des sciences de la Terre
Université de Genève

Tout d’abord, avec mon collègue Luca Caricchi, professeur de pétrologie ignée et volcanologie, nous commençons par définir ce qu’est la force de flottabilité, ou force du magma flottant, qui résulte d'une densité de magma plus faible que celle des roches autour de la chambre magmatique.

Ensuite, pour répondre à la deuxième partie de la demande, les tremblements de terre de longue durée, c'est-à-dire ceux qui se produisent avant une éruption, sont la conséquence de la propagation du magma (type 1 ci-dessous). L'injection de magma, provenant de 30-40 km de profondeur, dans la chambre magmatique d'un volcan (normalement positionnée à environ 10-15 km de profondeur), entraîne une augmentation de la pression et du volume du magma lui-même qui peut conduire à une éruption.

Dans le cas de la force de flottabilité (type 2 ci-dessous), il n’y a pas d’injection de magma, et c’est uniquement le magma contenu dans la chambre magmatique qui génère l'augmentation de la pression. Par conséquence il n'y a pas de tremblements de terre qui précèdent cet événement. Dans ce cas spécifique, les seuls tremblements de terre qui pourraient se produire seraient ceux qui précéderaient la propagation du magma de la chambre magmatique à la surface juste avant une éruption volcanique. Ainsi, dans le cas où la force de flottabilité serait à l’origine d’une éruption, les tremblements de terre associés se vérifieraient peu de temps avant l’éruption.

Si l’éruption volcanique est provoquée par l’injection de nouveau magma dans la chambre magmatique (type 1), l'augmentation du volume et de la pression dans la chambre produit le soulèvement de la croûte. Étant donné que l'injection de nouveau magma peut se produire en temps géologique assez court (mois ou années, comme en témoigne la crise de Santorin en 2011), les soulèvements de la croûte peuvent être mesurés par GPS ou par satellite (par exemple InSAR).

Dans le cas de la force de flottabilité (type 2), les taux de soulèvement sont très faibles, car cette force dépend de la hauteur de la chambre magmatique. Plus la chambre est haute plus il faudra de temps pour augmenter la pression et provoquer le soulèvement de la croûte (dans ce cas le temps géologique serait de l’ordre de milliers ou de centaines de milliers d'années). En d’autres termes, les taux de déformation sont si faibles que nous ne pouvons pas les mesurer avec les outils dont nous disposons aujourd’hui.

En général, prédire une éruption s’avère très compliqué. Beaucoup de processus magmatiques que l’on pourrait monitorer et qui sont à l’origine des tremblements de terre et de la déformation à la surface (par ex. l'exsolution des matières volatiles, eau et dioxyde de carbone ; l'arrivée de nouveaux magma), sont des phénomènes qui se produisent en permanence dans les grands systèmes volcaniques, tels que Yellowstone ou les Campi Flegrei. Cependant, seulement dans des cas extrêmement rares ces processus peuvent précéder une éruption. Tremblements de terre et déformation volcanique, en particulier dans les grands systèmes, sont courants et montrent que ces systèmes sont actifs. Un peu comme notre rythme cardiaque qui indique que notre cœur fonctionne, mais qui, rarement, peut être utilisé comme signe avant-coureur d’un infarctus.

5 mars 2018

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