Une nouvelle étude menée par une équipe scientifique internationale incluant des chercheurs issus de l’université australienne Curtin, de l’université d’État de l’Oregon, de l’université de Heidelberg et de l’Agence géologique d’Indonésie vient de révéler que la super-éruption du Toba, survenue il y a 74 000 ans, n’a pas marqué la fin de sa dangerosité. Le magma sous la caldeira a continué de provoquer des éruptions pendant des milliers d’années, même après que certaines parties du système se soient refroidies pour former de la roche solide.

Les chercheurs ont étudié le comportement de ce système volcanique après l’éruption dite du « Youngest Toba Tuff » (tuf du Jeune Toba). Cet événement a expulsé au moins 2 800 kilomètres cubes de magma rhyolitique. Il s’agissait donc bien d’une super-éruption. Rappelons qu’une éruption mérite le qualificatif de « super-éruption » — et le volcan celui de « supervolcan » — lorsqu’elle expulse plus de 1 000 kilomètres cubes de matériaux. À ce titre, elle est classée au niveau 8 (le maximum) sur l’indice d’explosivité volcanique (Volcanic Explosivity Index – VEI).
Les travaux des chercheurs se sont concentrés sur le phénomène de résurgence, qui survient lorsqu’une caldeira commence à se réajuster après son effondrement lors d’une éruption majeure. Dans le cas du Toba, ce processus de rétablissement a inclus un soulèvement du sol et une reprise de l’activité volcanique bien après la fin de l’éruption principale.

 Crédit photo : Wikipedia

Les grandes caldeiras, comme celles du Toba et de Yellowstone, peuvent rester instables après leurs éruptions les plus puissantes. Des émissions de gaz, des séismes, des modifications structurelles et des éruptions de moindre ampleur peuvent se poursuivre à mesure que le système se rééquilibre. Pour le Toba, l’équipe scientifique a étudié trois dômes de lave formés après l’éruption principale, en s’appuyant sur deux « horloges naturelles » préservées dans les minéraux volcaniques : l’argon présent dans le feldspath et l’hélium dans le zircon sont piégés à des températures différentes, ce qui a permis aux chercheurs de reconstituer le processus de refroidissement des roches.

 Carte de la caldeira de Toba montrant les dômes de lave formés après l’éruption du « Youngest Toba Tuff ». (Crédit : Martin Danišík et al., Nature – Earth and Environmental Sciences)

Les échantillons issus de l’éruption du « Youngest Toba Tuff » ont révélé des âges concordants – environ 74 000 ans – selon les méthodes de datation argon et zircon-hélium. Cette concordance correspond au refroidissement rapide attendu après une éruption cataclysmale.
Les dômes de lave plus récents ont révélé une histoire différente. Les datations zircon-hélium ont situé ces éruptions il y a environ 70 000, 67 100 et 61 800 ans. En revanche, les âges obtenus par la méthode argon sur le feldspath sont restés proches de ceux de l’éruption principale.
D’une manière globale, le laps de temps séparant l’éruption principale des éruptions ultérieures des dômes a été estimé entre 4 600 et 13 600 ans environ. Les modèles thermiques ont permis d’estimer des durées maximales de stockage pré-éruptif d’environ 4 500 et 7 400 ans pour les deux dômes de Samosir, et de 12 700 ans pour le dôme de Pardepur.
La modélisation indique que le matériau à l’intérieur des dômes a séjourné pendant de longues périodes à des températures comprises approximativement entre 300 et 425 °C, avec une fourchette plus large allant d’environ 280 à 500 °C. À ces températures, une grande partie du matériau se trouvait en dessous du solidus, le seuil à partir duquel la roche fond suffisamment pour se comporter comme du magma. Le matériau échantillonné au niveau des dômes plus tardifs était donc en grande partie solide et ne peut normalement pas être émis lors d’une éruption
Les chercheurs estiment que l’immense réservoir de Toba présentait une grande hétérogénéité thermique. Un cœur plus chaud a pu coexister avec une zone périphérique plus froide, où des matériaux riches en cristaux s’étaient suffisamment refroidis pour retenir l’argon.
Les dômes formés après l’éruption du Toba étaient minuscules comparés à la super-éruption elle-même. À eux deux, les dômes de Samosir représentaient moins d’un kilomètre cube de matériau, soit environ 0,04 % des 2 800 kilomètres cubes éjectés lors de l’épisode du « Youngest Toba Tuff. ».
La chronologie de la formation de ces dômes permet également de préciser le moment où a débuté la résurgence du Toba. Deux dômes de Samosir sont entrés en éruption plusieurs milliers d’années après la super-éruption, durant une période où le soulèvement du sol a remodelé le plancher de la caldeira. Les preuves géologiques indiquent que ce soulèvement s’est poursuivi pendant une durée comprise entre 36 000 et 42 000 ans au minimum.

Les résultats de cette étude remettent en question une approche courante de l’évaluation des risques volcaniques, qui privilégie largement la détection de magma liquide sous un volcan. Ils démontrent qu’il faut désormais envisager la possibilité d’éruptions même en l’absence de magma liquide décelable sous l’édifice volcanique.
Cela ne signifie pas pour autant que tout réservoir magmatique solidifié est prêt à entrer en éruption. Les travaux menés sur le Toba révèlent plutôt que les systèmes de caldeira pérennes peuvent demeurer mécaniquement actifs alors même que les différentes zones de leurs réservoirs magmatiques présentent des températures très disparates.

Cette découverte élargit l’éventail des signaux que les scientifiques doivent prendre en compte pour contrôler les super volcans potentiellement actifs. Outre la recherche de roches en fusion, des phénomènes tels que le soulèvement structurel, les mouvements de failles et le comportement des vestiges solidifiés peuvent s’avérer déterminants.
Si une super-éruption peut avoir des répercussions à l’échelle régionale comme mondiale et nécessiter des décennies, voire des siècles, pour un retour à la normale, cette étude montre que le danger ne s’éteint pas avec l’éruption elle-même : la menace de risques ultérieurs persiste pendant des milliers d’années. Le cas du Toba illustre que la période suivant une super-éruption peut durer bien plus longtemps que l’éruption qui en est à l’origine.
Bien qu’exceptionnellement rares, les super-éruptions peuvent engendrer des conséquences bien au-delà du site éruptif, notamment des retombées de cendres à grande échelle et des perturbations climatiques à l’échelle mondiale.
Source : Yahoo Actualités.

————————————-

A new study by an international team os scientists from Curtin University, Oregon State University, Heidelberg University and the Geological Agency of Indonesia has just revealed that Toba’s 74,000-year-old super-eruption did not mark the end of its danger. Magma beneath the Indonesian caldera remained capable of driving eruptions for thousands of years, even after parts of the system had cooled into solid rock.

The researchers examined how the giant volcanic system behaved after the Youngest Toba Tuff eruption. That event expelled at least 2,800 cubic kilometers of rhyolite magma. This was indeed a super eruption. It is useful to remind people that an eruption deserves to be called a ‘super eruption’ and a volcano a ‘super volcano’ when it expels more than 1,000 cubic meters of material. As such, it is classified 8 (the maximum) on the Volcano Explosivity Index (VEI).

The researchers work focused on resurgence, when a collapsed caldera begins adjusting after a major eruption. At Toba, that recovery included uplift and renewed volcanic activity long after the main eruption ended.

Large calderas such as Toba and Yellowstone can remain restless after their biggest eruptions. Gas emissions, earthquakes, structural changes and smaller eruptions can continue as the system readjusts. At Toba, the scientific team investigated three post-eruption lava domes using two natural clocks preserved in volcanic minerals. Argon in feldspar and helium in zircon become trapped at different temperatures, allowing researchers to reconstruct how the rocks cooled.

The Youngest Toba Tuff samples gave matching argon and zircon-helium ages near 74,000 years. That agreement fits the rapid cooling expected after a catastrophic eruption.

The younger lava domes told a different story. Zircon-helium ages placed eruptions at about 70,000, 67,100 and 61,800 years ago. Their feldspar argon ages remained close to the age of the main eruption.

Globally, the delays between the main eruption and later dome eruptions were estimated at about 4,600 to 13,600 years. Thermal models allowed maximum pre-eruptive storage periods of about 4,500 and 7,400 years for the two Samosir domes, and 12,700 years for the Pardepur dome.

The modelling indicated that the dome material spent long periods at roughly 300 to 425 degrees Celsius, with broader possible limits between about 280 and 500 degrees. At those temperatures, much of the material would have been below the solidus, the point at which rock becomes sufficiently molten to behave as magma. The material sampled by the later domes was therefore largely solid and would normally be considered non-eruptible.

The researchers argue that the enormous Toba reservoir was thermally uneven. A warmer interior could exist alongside a colder outer area where crystal-rich material had cooled enough to retain argon.

The post-Toba domes were tiny compared with the super-eruption. The Samosir domes together represented less than one cubic kilometer of material, about 0.04 percent of the 2,800 cubic kilometers expelled during the Youngest Toba Tuff event.

The timing of the domes also helps define when Toba’s resurgence began. Two Samosir domes erupted several thousand years after the super-eruption, during a period when uplift was reshaping the caldera floor. Geological evidence indicates that uplift continued for at least 36,000 to 42,000 years.

The results of the study challenge a common approach to volcanic hazard assessment that places heavy emphasis on detecting liquid magma beneath a volcano. This shows that we must now consider that eruptions can occur even if no liquid magma is found underneath a volcano.

That does not mean every solidified volcanic reservoir is ready to erupt. The Toba work instead shows that long-lived caldera systems can remain mechanically active while different parts of their magma reservoirs exist at very different temperatures.

For monitoring active supervolcanoes, that widens the range of signals scientists may need to consider. Structural uplift, fault movement and the behavior of solidified remnants may matter alongside searches for molten rock.

While a super-eruption can be regionally and globally impactful and recovery may take decades or even centuries, the results of the study show the hazard is not over with the super-eruption and the threat of further hazards exists for many thousands of years after. Toba shows that a supervolcano’s aftermath can last far longer than the eruption that created it.

Supereruptions are exceptionally rare but can have consequences extending far beyond the eruption site, including widespread ashfall and global climate disruption.

Source : Yahoo News.