Le comportement du Mauna Loa et du Kilauea intrigue depuis longtemps les volcanologues. Les deux volcans disposent-ils d’une alimentation magmatique commune ? Ou bien, fonctionnent-ils indépendamment l’un de l’autre, même si l’on considère que le Kilauea est un cratère adventif du Mauna Loa ?

Une nouvelle étude à paraître dans le numéro de novembre de Nature Geoscience montre qu’il existe, à environ 80 km de profondeur, une connexion entre le Mauna Loa et le Kilauea qui expliquerait la similitude de leur comportement. L’étude a été effectuée par des chercheurs de Rice University (Houston, Texas), de l’USGS et de la Carnegie Institution de Washington.

L’étude, la première du genre à avoir modélisé les interactions parallèles entre les deux volcans, révèle qu’il existe une alimentation commune dans le manteau supérieur de la Terre. Elle serait responsable de la concurrence entre le Mauna Loa et le Kilauea. Elle expliquerait aussi leur gonflement simultané au cours de la dernière décennie.

L’étude présente le premier modèle acceptable expliquant d’une part les évolutions éruptives opposées des deux volcans sur le long terme (quand l’un est actif, l’autre est au repos) et, d’autre part, l’épisode survenu entre 2003 et 2007 quand les mesures GPS ont révélé que le Mauna Loa et le Kilauea connaissaient des phases de gonflement sous la pression du magma.

Le Mauna Loa et le Kilauea sont alimentés par le même point chaud et, au cours de la dernière décennie, les deux volcans ont connu un gonflement simultané. Il est probablement dû à une augmentation de pression au niveau de la source magmatique qui les alimente. On observe de subtiles différences dans la composition chimique de la lave émise par chaque volcan, ce qui montre qu’ils ont des cheminées d’alimentation séparées, avec du magma en provenance de deux régions profondes différentes.

En observant les données GPS, les scientifiques ont remarqué que l’inflation du Kilauea avait précédé d’un an et demi celle du Mauna Loa. Ils en concluent que la pression est transmise lentement à travers une région de l’asthénosphère en partie fondue et donc poreuse, ce qui expliquerait l’inflation simultanée et son décalage dans le temps. Dans la mesure où les changements de pression sont transmis entre les deux volcans à une vitesse plus grande que celle du flux magmatique à l’intérieur de la région poreuse, cela peut expliquer pourquoi ils sont couplés dynamiquement tout en étant alimentés par différents points d’une même source magmatique. La transmission de la pression au travers des roches perméables de l’asthénosphère se fait selon un processus identique à celui qui permet au pétrole et à l’eau de circuler à travers des couches rocheuses perméables dans des zones superficielles de l’écorce terrestre.

Quand les scientifiques ont examiné la déformation du Kilauea – révélatrice du gonflement et du dégonflement, ainsi que de l’émission de la lave – ils ont découvert que ce modèle correspondait parfaitement aux signaux de déformation enregistrés sur le Mauna Loa.

Ils prévoient d’étendre leurs recherches afin de savoir si le cas du Mauna Loa et du Kilauea est unique, ou si d’autres volcans de la planète sont dans la même situation éruptive.

Source : Science Daily.

——————————————————

A new study to appear in the November issue of Nature Geoscience finds that a deep connection about 80 km underground can explain the behaviour of Mauna Loa and Kilauea. It was conducted by scientists at Rice University, the University of Hawaii, the U.S. Geological Survey (USGS) and the Carnegie Institution of Washington.

The study, the first to model paired volcano interactions, explains how a link in Earth’s upper mantle could account for Kilauea and Mauna Loa’s competition for the same deep magma supply and their simultaneous « inflation » during the past decade.

It offers the first plausible model that can explain both the opposing long-term eruptive patterns at Mauna Loa and Kilauea — when one is active the other is quiet — as well as the episode in 2003-2007 when GPS records showed that each bulged notably due to the pressure of rising magma.

Both volcanoes are fed by the same hot spot, and over the past decade simultaneous inflation has been observed. It can be interpreted as the consequence of increased pressure of the magma source that feeds them. There are subtle chemical differences in the lava that each erupts, which means each has its own plumbing that draws magma from different locations of this deep source.

In the GPS records, the scientists could see inflation at Kilauea and then about a half a year later at Mauna Loa. Their hypothesis is that the pressure is transmitted slowly through a partially molten and thereby porous region of the asthenosphere, which would account for the simultaneous inflation and the lag time in inflation. Because changes in pressure are transmitted between both volcanoes at a faster rate than the rate of magma flow within the porous region, this can also explain how both volcanoes are dynamically coupled, while being supplied by different parts of the same source region. The transmission of pressure through the permeable rock in the asthenosphere is akin to the processes that cause water and oil to flow through permeable layers of rock in shallower regions of Earth’s crust.

When the scientists fitted the deformation, which tells us how much a volcano inflates and deflates, and the lava eruption rate at Kilauea, they found that their model could simultaneously match the deformation signal recorded over on Mauna Loa.

The scientists are planning to extend their research to see if Kilauea and Mauna Loa are unique or whether other volcanoes of the world are coupled in the same way.

Source : Science Daily.

Le Mauna Loa vu depuis la West Rift Zone du Kilauea (Photo: C. Grandpey)