Des tests géochimiques effectuées sur des cristaux d’olivine dans la cendre émise pendant l’éruption de l’Irazu (Costa Rica) en 1963 ont montré que la roche en fusion en provenance du manteau peut perforer des kilomètres de croûte terrestre en quelques mois seulement. En effet, avant l’éruption dévastatrice de 1963, le magma a parcouru en deux mois seulement les 35 kilomètres entre le manteau et la chambre magmatique superficielle du volcan C’est ce que des chercheurs de l’Université Columbia écrivent dans le numéro du 1er Août 2013 de la revue Nature. Cette nouvelle étude est la première preuve réelle d’une ascension rapide du magma.
Les tests effectués sur l’Irazu confirment d’autres indices concernant l’ascension rapide du magma, tels que les séismes profonds qui ont précédé les éruptions du Pinatubo aux Philippines et l’Eyjafjallajökull en Islande. Des secousses sismiques ont été enregistrées près du manteau sous le Pinatubo et l’Eyjafjallajökull dans les semaines et les mois avant les éruptions.
Malgré quelques indications suggérant que l’ascension du magma pourrait être rapide, la plupart des modèles de systèmes d’alimentation des volcans décrivent une lente progression de la matière en fusion. Les études révèlent généralement que la chambre magmatique se remplit par le bas. Le magma s’élève peu à peu des profondeurs, s’arrête, se mélange à d’autres magmas, poursuit sa lente ascension, jusqu’à ce que finalement il atteigne la chambre. Ce long voyage s’étire sur une période de milliers, voire de centaines de milliers d’années. «C’est comme pour monter un escalier. Chaque étape est un autre changement», explique un géologue de l’Oregon State University. « Au moment où il arrive à la surface, le magma a été modifié assez sensiblement. » C’est ce que le géologue français Hervé de Goer appelait les «magmas omnibus», comparant la lenteur du magma à celle d’un train omnibus dans lequel différents passagers montent à chaque gare de sorte qu’à la fin du voyage le groupe de voyageurs est très différent de ce qu’il était au début. A l’opposé, De Goer mentionnait les « magmas TGV » qui, comme les trains à grande vitesse, ne s’arrêtent pas à toutes les gares. De la même manière, la nouvelle étude a trouvé des preuves que le magma qui alimentait l’éruption de l’Irazu en 1963 avait pris un ascenseur ultra rapide pour atteindre la surface et ne s’était mélangé à d’autres roches qu’à de faibles profondeurs, à environ 10 kilomètres sous la surface de la Terre. Par ailleurs, la lave émise durant l’éruption de 1963 contenait nickel. Le magma issu du noyau de la Terre contient effectivement des traces de nickel, mais le métal se dissipe habituellement en même temps que le magma se déplace vers la surface. La présence de nickel suggère que le magma est monté très vite de sorte que le métal n’a pas eu le temps de s’échapper.
Il serait vraiment intéressant que les chercheurs puissent trouver un comportement identique du magma en d’autres endroits de la planète. L’Irazu est un volcan d’arc, au-dessus d’une zone de subduction. Certains des éruptions les plus violentes de l’histoire se sont produites sur des volcans d’arc de la Ceinture de Feu du Pacifique, dans des zones de subduction. C’est pourquoi les scientifiques américains sont en train d’analyser des cristaux d’olivine d’autres volcans d’arc (îles Aléoutiennes en Alaska, Chili et Tonga) en espérant trouver des indices de magma à ascension rapide. En étudiant un plus grand nombre de volcans, on comprendra mieux pourquoi certains magmas sont très rapides, tandis que d’autres sont très lents.
Le problème est que la plupart des systèmes de surveillance volcanique sont conçus des nos jours pour fonctionner à de faibles profondeurs (10 km environ). Il faudra donc que de nouveaux réseaux soient conçus pour étudier le magma en provenance des profondeurs de la Terre.
*L’éruption de 1963 ( 40 morts) est décrite dans mon dernier livre « Killer Volcanoes – Eruptions meurtrières des temps modernes » (voir colonne de gauche de ce blog).
Source : Live Science.
Un photographe du Los Angeles Times a réalisé une belle galerie des photos de l’éruption de l’Irazu en 1963. Vous la verrez en cliquant sur ce lien:
Geochemical tests performed on crystals of olivine from ash erupted in 1963 at Costa Rica’s Irazu volcano showed that molten rock from the Earth’s mantle can punch through kilometres of overlying crust in a matter of months only. The new study is the first real evidence of a fast mode in volcanoes.
Before the deadly 1963 eruption of Irazu, magma travelled the 35 kilometres from the mantle to the volcano’s shallow magma chamber in about two months. This is what Columbia University researchers report in the August 1st issue of the journal Nature.
The discovery at Irazu helps confirm other clues for high-speed magma ascents, such as deep-seated earthquakes before eruptions at Mount Pinatubo in the Philippines and Iceland’s Eyjafjallajökull volcano. Seismic tremors struck near the mantle below Pinatubo and Eyjafjallajökull in the weeks and months before the eruptions.
Despite some indications suggesting magma ascent could be fast, most models of volcano plumbing system refer to a slow ascent. Studies usually reveal that a volcano’s magma chamber fills from the bottom. Magma melts rise a bit, then mix together, and then climb a little more, until finally reaching the chamber. The long journey happens over a span of thousands to hundreds of thousands of years. « It’s like going up a set of stairs. Each step is another change, » says a geologist at Oregon State University. « By the time you get to the surface, the magma has been changed quite substantially. » This is what French geologist Hervé de Goer called “omnibus magmas”, comparing slow magma to an omnibus train in which different passengers climb at each station so that in the end the bunch of travellers is very different from what it was at the beginning of the trip. On the opposite side, De Goer mentioned “TGV (high-speed) magmas” which, like high-speed trains, do not stop at all stations. In the same way, the new study found evidence that magma feeding the 1963 eruption of Irazu took the express elevator to the surface, mixing with other molten rock only at shallow depths, around 10 kilometres below the Earth’s surface. Besides, lava rock from the 1963 eruption contained nickel. Magma in the Earth’s core holds trace amounts of nickel, but the metal usually diffuses out as the magma moves to the surface. The presence of nickel suggests the magma rose faster than the metal could escape.
It would really be interesting if researchers could find this behaviour of magma at many different places. Irazu is an arc volcano, rising above a subduction zone. Some of the most powerful eruptions in history came from arc volcanoes in the Pacific Ring of Fire which tower above subduction zones. That’s why American scientists are now analyzing olivine crystals from other arc volcanoes (Alaska’s Aleutian Islands, Chile and Tonga) for signs of fast-rising magma. Looking at more volcanoes will also help understand why some melts are very fast, while others are very slow.
The problem is that most monitoring systems are designed to look at shallow depths (10 km or so), so new networks would have to be built to monitor magma coming from the depths of the Earth.
Source : Live Science
A Los Angeles Times photographer has presented a nice photo gallery of Irazu’s 1963 eruption. You can see it by clicking on this link:
Vue du cratère de l’Irazu (Crédit photo: Wikipedia)
Claude Grandpey : Volcans et Glaciers 