Imaginez une canette de soda. Quand elle est fermée, le soda contient du dioxyde de carbone (CO2) dissous. Quand vous l’ouvrez, la pression diminue, des bulles se forment et remontent. La roche en fusion (magma) sous la surface de la Terre se comporte de manière similaire et nous pouvons apprendre du gaz piégé dans de minuscules bulles préservées dans les cristaux de la roche après son éruption à la surface.
Quand le magma remonte depuis 100 km de profondeur sous la surface, la pression diminue et des bulles se forment. Piégées dans des cristaux en croissance, ces bulles (plus petites que la largeur d’un cheveu humain) sont appelées inclusions fluides.Dans des volcans comme le Kilauea, les bulles sont principalement du CO2. La densité du CO2 dans une inclusion fluide est sensible à la pression à laquelle le magma était soumis quand le CO2 a été piégé dans un cristal. Plus la profondeur (et la pression) du magma sous la surface était grande, plus la densité du CO2 est élevée, fournissant un enregistrement précis des profondeurs de stockage du magma.
En mesurant les densités de CO2 dans de nombreuses inclusions fluides, les scientifiques peuvent déterminer la profondeur à laquelle le gaz a été piégé dans les cristaux, et donc la profondeur de stockage du magma avant l’éruption.
En septembre 2023, le Kilauea est entré en éruption dans Kaluapele (la caldeira sommitale), et une équipe de scientifiques s’est associée à d’autres scientifiques pour mener un exercice d’intervention rapide.
Ils voulaient déterminer si les inclusions fluides pouvaient être analysées en temps quasi réel pour fournir des informations sur les profondeurs de stockage du magma pendant une éruption. Généralement, ce type d’details n’est pas facile à obtenir rapidement. Si l’équipe de scientifiques pouvait démontrer une technique rapide et efficace pour obtenir cette information, cela pourrait compléter les efforts de surveillance de nombreux volcans.
Des scientifiques ont collecté des échantillons de téphra et les ont envoyés.Dès réception des échantillons, les scientifiques ont commencé leurs travaux de laboratoire vers 9 heures du matin, heure du Pacifique (PST). Ils ont broyé les échantillons, trié et poli les cristaux d’olivine pour trouver les inclusions fluides, et ont mesuré leurs densités de CO2 à l’aide d’un spectromètre Raman.
À la fin de la journée, vers 19 heures PST, les données de 16 cristaux avaient été collectées et analysées. Les données ont montré que les magmas éruptés avaient été stockés dans le réservoir magmatique le moins profond du Kilauea à une profondeur de 1 à 2 km avant l’éruption. Cette profondeur est relativement typique des petites éruptions sommitales, tandis que les éruptions plus importantes échantillonnent souvent des magmas provenant d’une profondeur de 3 à 5 km.
Les deux jours suivants,les scientifiques ont continué à collecter des données pour déterminer si les résultats avaient été biaisés par le petit nombre d’analyses. cependant, le résultat est resté le même, indiquant que les résultats obtenus le premier jour donnaient un bon aperçu de la profondeur de stockage du magma alimentant l’éruption sommitale de septembre 2023 du Kilauea.Cette méthode fonctionne bien car le magma contient très peu d’eau dissoute,une clé du succès du travail sur les inclusions fluides. De nombreux autres volcans dans le monde ont des magmas avec beaucoup plus d’eau,ce qui empêcherait le travail sur les inclusions fluides de fonctionner. Pour déterminer si cette technique pouvait être appliquée à d’autres volcans que le Kilauea, les scientifiques ont compilé une grande base de données d’analyses d’inclusions de magma provenant d’autres systèmes volcaniques en éruption fréquente dans le monde, notamment l’Islande, l’île d’Hawaï, les îles Galápagos, le rift est-africain, la Réunion, les îles Canaries, les Açores et le Cap-Vert. Les volcans de ces endroits sont suffisamment « secs » pour que la méthode des inclusions fluides soit efficace.
En fin de compte, l’étude a démontré que cette technique peut être appliquée avec succès pour fournir des informations sur la profondeur de la source du magma en éruption à la surface en temps quasi réel lors d’événements éruptifs sur de nombreux volcans différents dans le monde. Comprendre la profondeur à laquelle les bulles ont été piégées dans les cristaux,ainsi que d’autres ensembles de données de surveillance,peut co-informer les estimations de la taille d’une éruption et être utilisé pour établir des analogies avec les éruptions passées. Par exemple, lors de futurs événements au Kilauea, identifier la contribution des magmas stockés plus profondément en temps quasi réel pourrait potentiellement être utile pour informer de la possibilité que l’éruption se transforme en un événement plus important.
Mises à jour de l’activité volcanique
Le Kilauea est en éruption de manière épisodique dans la caldeira sommitale depuis le 23 décembre 2024. Son niveau d’alerte volcanique est à SURVEILLANCE.
L’éruption sommitale du volcan Kilauea qui a commencé dans le cratère Halem‘uma‘u le 23 décembre s’est poursuivie au cours de la semaine écoulée, avec un épisode éruptif. L’épisode 13 a été actif du matin du 11 mars jusqu’à plus tard dans l’après-midi.le sommet du kilauea s’est gonflé depuis la fin de l’épisode 13, suggérant qu’un autre épisode éruptif est possible. Les taux d’émission de dioxyde de soufre sont élevés dans la région sommitale pendant les épisodes d’éruption active.Aucune activité inhabituelle n’a été notée le long de la zone de rift est ou de la zone de rift sud-ouest du Kilauea.
Mauna Loa n’est pas en éruption. Son niveau d’alerte volcanique est à la NORMALE.
Quatre tremblements de terre ont été ressentis dans les îles hawaïennes au cours de la semaine écoulée : un tremblement de terre de M3,7 à 19 km au SE de Pahala à 33 km de profondeur le 11 mars à 23h33, un tremblement de terre de M3,4 à 17 km au SE de Pahala à 33 km de profondeur le 11 mars à 0h46, un tremblement de terre de M3,4 à 6 km à l’ouest de Puako à 34 km de profondeur le 10 mars à 16h08, et un tremblement de terre de M3,0 à 13 km à l’est de Pahala à 27 km de profondeur le 8 mars à 22h33.
Éruption du Kilauea : Une nouvelle méthode pour prédire la profondeur du magma
L’analogie entre l’ouverture d’une canette de soda et l’éruption d’un volcan est saisissante. Tout comme le CO2 dissous dans le soda forme des bulles lors de la décompression, le magma, en remontant à la surface, libère des gaz piégés dans de minuscules bulles, appelées inclusions fluides, au sein des cristaux. Ces inclusions, plus petites qu’un cheveu, contiennent des informations précieuses sur la profondeur d’origine du magma.
La densité du CO2 : Un indicateur clé
La densité du CO2 dans ces inclusions fluides est directement liée à la pression à laquelle le magma était soumis avant son éruption. Plus la pression était élevée (donc plus la profondeur était importante), plus la densité du CO2 est grande, offrant ainsi un enregistrement précis de la profondeur de stockage du magma.
L’éruption du Kilauea en septembre 2023 : Un cas d’étude
Lors de l’éruption du Kilauea en septembre 2023, une équipe de scientifiques a testé une nouvelle méthode d’analyze en temps quasi réel des inclusions fluides. En moins de 10 heures, ils ont analysé 16 cristaux d’olivine, révélant que le magma provenait d’une profondeur de 1 à 2 km. Cette rapidité est exceptionnelle et offre un outil précieux pour la surveillance volcanique.
Une méthode applicable à d’autres volcans ?
Le succès de cette méthode repose sur la faible teneur en eau du magma du Kilauea. Pour étendre son application à d’autres volcans, une vaste base de données d’analyses d’inclusions fluides provenant de différents volcans (Islande, îles Hawaï, Galápagos, rift est-africain, Réunion, Canaries, Açores et Cap-Vert) a été constituée. Les résultats confirment que la méthode est efficace pour les volcans ayant un magma “sec”.
Conclusion : Un outil prometteur pour la prédiction des éruptions
Cette technique révolutionnaire permet une estimation rapide de la profondeur du magma avant l’éruption, complétant ainsi les efforts de surveillance volcanique et améliorant la prédiction de l’ampleur des événements éruptifs.
Tableau récapitulatif :
| Aspect | Description |
|—————–|——————————————————————————–|
| Analogie Soda | Ouverture d’une canette : libération de CO2; Magma : libération de gaz. |
| Inclusions Fluides | Bulles de gaz piégées dans les cristaux volcaniques. |
| Densité CO2 | Indicateur direct de la profondeur du magma. |
| Éruption Kilauea (Sept. 2023) | Magma provenant de 1-2 km de profondeur. |
| Applicabilité | Efficace pour les volcans à magma “sec” (faible teneur en eau). |
| Avantage | Analyse rapide (quasi réel temps), amélioration prédiction ampleur éruptions.|
FAQ
Q : Quelle est la profondeur typique du magma lors des petites éruptions du Kilauea ?
R : 1 à 2 km.
Q : Cette méthode fonctionne-t-elle pour tous les volcans ?
R : Non, elle est plus efficace pour les volcans à magma “sec” (faible teneur en eau).
Q : Quel est l’avantage principal de cette nouvelle technique ?
R : L’analyse rapide des données, permettant une prédiction quasi-réelle temps de l’ampleur des éruptions.
Q : Quels sont les volcans étudiés en plus du Kilauea ?
R : Islande, Îles hawaï, Galápagos, Rift est-africain, Réunion, Canaries, Açores et Cap-Vert.
Mises à jour de l’activité volcanique (au 16 Mars 2025):
Kilauea: Éruption épisodique depuis le 23 Décembre 2024, niveau d’alerte : SURVEILLANCE. Un épisode éruptif récent s’est terminé le 11 Mars,mais un autre est possible.
Mauna Loa: Pas d’éruption, niveau d’alerte : NORMAL.
* Tremblements de terre: Quatre tremblements de terre de magnitude 3.0 à 3.7 ont été enregistrés dans les îles hawaï entre le 8 et le 11 Mars 2025.