09/03/2011

Un modèle mathématique démontre que des volcans peuvent se réveiller en quelques mois

Un modèle mathématique démontre que des volcans peuvent se réveiller en quelques mois

Jusqu'à présent, la plupart des volcanologues pensaient qu’une fois la chambre magmatique d'un volcan avait refroidi, il restait en sommeil durant plusieurs siècles avant d'être réactivé par du magma frais. Un modèle théorique développé par Alain Burgisser de l'Institut des sciences de la Terre d'Orléans (Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - CNRS / Universités d'Orléans et de Tours) en collaboration avec un chercheur américain, a été testé sur deux éruptions majeures et a complètement remis en question cette hypothèse couramment admise jusqu'à présent. Selon La réactivation d'une chambre magmatique pourrait avoir lieu en quelques mois. Cette recherche devrait donc conduire à une réévaluation de la dangerosité de certains volcans endormis. L’article a été publié dans la revue « Nature » le 3 mars 2011.

 Une chambre magmatique est un plus moins vaste réservoir de roche fondue (magma) situé à plusieurs kilomètres sous un volcan se nourrissant avec ce magma. Mais que se passe-t-il dans la chambre magmatique quand le volcan n'est pas en éruption? Selon la plupart des volcanologues, il se refroidit pour finir par constituer une bouillie extrêmement visqueuse jusqu'à ce du magma frais plus profond vienne la fluidifier par contact thermique. La grande dimension des chambres magmatiques (variant de quelques dixièmes à quelques centaines de kilomètres cubes) explique pourquoi, selon cette théorie, il faut plusieurs centaines, voire milliers, d'années pour que la chaleur se propage à l'ensemble du réservoir et puisse alors permettre le réveil du volcan.

Toutefois, selon le modèle mathématique développé par Burgisser et son collègue américain, George Bergantz, du Ministère es Sciences de la Terre et de l’Espace à Seattle, le réchauffement se déroule en trois étapes. Lorsque du frais magma chaud monte des profondeurs et parvient sous la chambre, il fait fondre le magma visqueux à la base du réservoir. Par conséquent, ce magma fraîchement en fusion devient moins dense et commence à monter dans la chambre, forçant le reste de la bouillie visqueuse à se mélanger avec ce magma frais. C'est ce processus de mélange qui permet à la chaleur de se répandre à travers la chambre magmatique cent fois plus vite que les volcanologues l’avaient prédit. Selon la taille de la chambre et la viscosité du magma qu'elle contient, quelques mois peuvent suffire à relancer son activité.

Les deux chercheurs ont testé la validité de leur modèle à la fois lors de l'éruption du Mont Pinatubo aux Philippines en mars 1991, qui a provoqué la mort de 1000 personnes et l'évacuation de deux millions d’autres, et l'éruption en cours du volcan de Soufrière Hills situé sur l’île de
Montserrat dans les Caraïbes. Dans les deux cas, les secousses sismiques qui précèdent l'éruption signale l'arrivée de magma frais sous le réservoir en voie de refroidissement. En tenant compte de différents paramètres physiques connus des deux volcans (température du magma, la taille de la chambre magmatique, la concentration de cristaux déduit de l'étude des magmas, etc), les deux scientifiques ont réussi à reproduire approximativement les intervalles de temps entre ces signaux d'avertissement et les éruptions de ces deux volcans. Par exemple, pour le Pinatubo, le modèle mathématique prédit que 20 à 80 jours ont été suffisants pour remobiliser la chambre sous-jacente, tandis que la théorie classique a fourni une période de 500 ans. En réalité, il y a eu un écart de deux mois entre les premiers tremblements de terre et l'éruption du Pinatubo.

Cette recherche est de nature à encourager la communauté de la volcanologie à considérer plus attentivement les paramètres physiques des chambres magmatiques. En déterminant ces paramètres, il pourrait un jour être possible d'utiliser ce nouveau modèle afin d’estimer l’intervalle de temps entre les secousses initiales sous un volcan et ses éruptions
.

Référence: a rapid mechanism to remobilize and homogenize highly crystalline magma bodies. Burgisser A., Bergantz, G.W. Nature, March 3, 2011.

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature09799.html

www.lave.be

11:25 Écrit par Alain M./Alino dans Volcans | Lien permanent | Commentaires (0) |  Facebook |