Les volcans sont des phénomènes naturels fascinants qui peuvent produire des éruptions spectaculaires de lave, de cendres et de gaz. Cependant, tous les volcans n’éclatent pas de la même manière.
Certains sont plus explosifs que d’autres, selon le type et la quantité de magma qu’ils contiennent, ainsi que la présence d’autres substances pouvant affecter la pression et la viscosité du magma.
Pendant longtemps, les géoscientifiques ont pensé que l’eau était le principal facteur à l’origine des éruptions explosives, en particulier dans les volcans basaltiques.
Qu’est-ce qui fait que les volcans éclatent différemment ?
Les volcans basaltiques sont ceux qui produisent du basalte, un type de lave sombre et dense riche en fer et en magnésium.
Ces volcans se trouvent généralement à l’intérieur des plaques tectoniques, comme Hawaï et l’Islande.
Les géoscientifiques ont supposé que l’eau, qu’elle provienne de l’océan ou des eaux souterraines, se mélange au magma stocké dans la croûte et abaisse son point de fusion. Cela rend le magma plus fluide et susceptible de remonter à la surface.
Au fur et à mesure que le magma monte, l’eau se vaporise et se dilate, créant des bulles qui augmentent la pression et la violence de l’éruption.
Cependant, une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Cornell a remis en question ce point de vue conventionnel et proposé un mécanisme différent pour les éruptions basaltiques explosives.
L’étude a suggéré que le dioxyde de carbone, et non l’eau, est le principal déclencheur de ces éruptions. Le dioxyde de carbone est un gaz naturellement présent dans le magma, mais il peut également être libéré de sources profondes dans le manteau, la couche de roche chaude et fondue sous la croûte.
L’étude a proposé que les volcans basaltiques soient alimentés par du magma profond qui vient directement du manteau, passant rapidement à travers la croûte.
Ce magma contient beaucoup de dioxyde de carbone qui se sépare du liquide sous forme de bulles lorsqu’il atteint des pressions plus basses près de la surface. Ces bulles poussent le magma vers le haut et provoquent des éruptions explosives.
Comment les chercheurs ont-ils découvert ce nouveau mécanisme ?
Les chercheurs ont utilisé une combinaison d’observations sur le terrain, d’expériences en laboratoire et de simulations informatiques pour tester leurs hypothèses, selon Phys.org.
Ils se sont concentrés sur un type spécifique de volcan basaltique appelé Fogo, situé sur les îles du Cap-Vert au large des côtes de l’Afrique de l’Ouest.
Fogo est l’un des volcans basaltiques les plus actifs et les plus explosifs au monde, ayant éclaté 27 fois depuis 1500.
L’éruption la plus récente a eu lieu en 2014, qui a produit de grandes quantités de lave et de cendres qui ont détruit plusieurs villages.
Les chercheurs ont recueilli des échantillons de lave et de cendres de Fogo et ont analysé leur composition chimique et leurs propriétés physiques. Ils ont découvert que ces échantillons contenaient très peu d’eau, mais beaucoup de dioxyde de carbone. Ils ont également découvert que ces échantillons avaient une température élevée et une faible viscosité, indiquant qu’ils provenaient d’une source profonde dans le manteau.
Les chercheurs ont ensuite réalisé des expériences dans leur laboratoire pour recréer les conditions à l’intérieur de la chambre magmatique de Fogo.
Ils ont utilisé un appareil appelé appareil à piston-cylindre pour soumettre le magma synthétique à des pressions et des températures élevées.
Ils ont mesuré la quantité de dioxyde de carbone dissoute dans le magma à différentes profondeurs et la quantité libérée sous forme de bulles lorsque la pression diminuait.
De plus, les chercheurs ont développé un modèle numérique pour simuler comment le dioxyde de carbone affecte la dynamique de l’ascension et de l’éruption du magma.
Ils ont utilisé les données de l’activité sismique de Fogo pour calibrer leur modèle et estimer à quelle vitesse et à quelle fréquence le magma remonte à la surface.
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Quelles sont les implications et les applications de ce nouveau mécanisme ?
L’étude fournit de nouvelles informations sur le fonctionnement des volcans basaltiques et sur la manière dont ils affectent leur environnement, selon ScienceDaily.
Il a montré que le dioxyde de carbone joue un rôle plus important qu’on ne le pensait auparavant dans la conduite des éruptions explosives.
Il montre également que les volcans basaltiques peuvent puiser dans des sources profondes de dioxyde de carbone qui peuvent avoir été stockées dans le manteau pendant des millions d’années.
L’étude a plusieurs implications et applications pour divers domaines de la science et de la société. Par exemple:
- Il peut aider à améliorer l’évaluation et l’atténuation des risques volcaniques en fournissant des prévisions plus précises sur le moment et la manière dont les volcans basaltiques éclateront.
- Cela peut aider à comprendre comment les volcans contribuent au changement climatique mondial en libérant de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
- Il peut aider à explorer l’évolution de la vie sur Terre en révélant le cycle du dioxyde de carbone entre les différentes couches de la planète.
- Il peut aider à rechercher la vie sur d’autres planètes en identifiant les sources volcaniques potentielles de dioxyde de carbone qui pourraient soutenir l’activité biologique.
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