Le Etna, situé en Sicile, est le volcan le plus actif d’Europe et un laboratoire naturel pour comprendre les mécanismes qui déclenchent les éruptions les plus violentes.
Une étude dirigée par l’Université de Cornell, avec la participation de l’Université de Columbia et de l’Université d’Hawaï, a analysé deux épisodes explosifs séparés par des milliers d’années et a révélé comment les variations des gaz du magma — eau et dioxyde de carbone — peuvent déterminer si une éruption se produit en quelques heures ou après des semaines de rétention.
Deux styles éruptifs dans un même volcan
- Éruption Plinienne de 122 av. J.-C. : le magma est monté depuis 22 km de profondeur et est resté retenu entre 2 et 5 km sous la surface pendant des semaines. La lente évacuation des gaz et la formation de cristaux ont rendu le magma plus visqueux, accumulant la pression jusqu’à générer une explosion soudaine qui a projeté des cendres à plus de 26 km de hauteur et a couvert 530 km² de la Sicile.
- Événement Fall Stratified : survenu il y a 4 000 ans, le magma est resté à une plus grande profondeur (24-30 km) avec des niveaux élevés de CO₂. La pression du gaz a provoqué une montée rapide à 17,5 m/s et une éruption explosive en quelques heures, sans phase de rétention superficielle.
Le rôle des gaz
Le professeur Esteban Gazel a expliqué que l’Etna est l’un des rares volcans où l’eau et le dioxyde de carbone rivalisent pour contrôler l’éruption :
- Lorsque le CO₂ prédomine, l’explosion se produit rapidement et depuis une grande profondeur.
- Lorsque l’eau prédomine, le processus ralentit et se concentre à des niveaux proches de la surface.
Ces découvertes montrent qu’un même volcan peut produire des éruptions très différentes selon la composition gazeuse du magma.
Techniques de dernière génération
L’étude a utilisé des méthodes avancées pour analyser les bulles microscopiques piégées dans les cristaux d’olivine :
- Spectroscopie Raman : a permis de mesurer la densité de CO₂ et de calculer la pression et la profondeur du magma avant l’éruption.
- Inclusions magmatiques : petites poches à l’intérieur des cristaux contenant des restes de roche fondue ou de gaz, essentielles pour reconstruire l’histoire du magma.
- Modèles physiques et chimiques : ont estimé la quantité originale d’eau et de CO₂ et les conditions de stockage dans la croûte terrestre.
Implications pour la prédiction volcanique
Comprendre comment les gaz influencent l’explosivité de l’Etna a des conséquences directes pour l’évaluation des risques volcaniques :
- Améliore les systèmes d’alerte précoce dans les régions habitées.
- Permet de créer des modèles plus précis pour anticiper les éruptions dans d’autres volcans actifs.
- Ces techniques sont déjà appliquées dans les volcans du Chili, d’Hawaï et d’autres pays, dans le but de construire des modèles globaux de prédiction.
L’étude démontre que l’explosivité de l’Etna dépend autant de l’eau que du dioxyde de carbone présents dans le magma. Cette dualité explique pourquoi le même volcan peut générer des éruptions lentes et retenues ou des explosions rapides et profondes.
La recherche n’apporte pas seulement des informations clés sur la Sicile, mais elle ouvre également la voie à une meilleure préparation face aux risques volcaniques dans le monde entier.
