Des scientifiques percent un peu plus le secret des super-éruptions

Les éruptions volcaniques sont fréquentes sur Terre et représentent l’une des principales manifestations de l’intense activité géologique de notre Planète. Actuellement, plus de 1.000 volcans sont actifs sur le globe, et ils seraient entre 50 et 70 à entrer en éruption chaque année. L’intensité, le type ou la durée de chaque éruption est extrêmement variable et dépend majoritairement du contexte tectonique.

Au cours de son histoire, la Terre a ainsi connu un nombre incalculable d’éruptions volcaniques, dont certaines particulièrement importantes. Les super-éruptions se caractérisent par leur violence, une activité du système volcanique extrêmement longue (de l’ordre de plusieurs dizaines de millions d’années) et par l’énorme volume de magma mis en jeu. Mais la génération de ce type de volcanisme de même que les mécanismes associés sont encore mal connus.

Du magma en surface mais aussi en profondeur

Si les super-éruptions se caractérisent en surface par d’énormes volumes de dépôts volcaniques, elles sont également associées à la mise en place d’importants plutons. Les plutons résultent de la cristallisation du magma en profondeur, au sein même de la croûte terrestre. Les roches plutoniques (ou intrusives) se différencient ainsi des roches volcaniques (ou effusives) qui, elles, cristallisent en surface. Les roches plutoniques et volcaniques peuvent avoir la même composition minéralogique puisqu’elles proviennent d’un même magma, mais elles se différencient par leur aspect et notamment la taille des cristaux, qui varient en fonction du temps que le magma met à refroidir. Si l’étude des roches volcaniques permet de comprendre l’évolution du système magmatique au cours du temps, l’analyse des roches plutoniques permet de mieux appréhender la formation de la chambre magmatique et la dynamique globale du système responsable de l’éruption.

Car en profondeur, la formation d’un pluton va dépendre de nombreux paramètres : cristallisation fractionnée, différenciation du liquide magmatique, injection de nouveau magma…

En se basant sur l’étude de certaines roches volcaniques dans le nord du Chili associées à une série de quatre super-éruptions, une équipe de scientifiques a ainsi pu retracer l’initiation de ce type d’éruption afin de mieux comprendre la dynamique magmatique associée.

Une éruption rapide mais un stockage du magma très long en profondeur

Leurs résultats, publiés dans Nature, montrent en effet que si la mise en place des plutons au sein de la croûte s’étage sur plusieurs millions d’années, témoignant d’un apport de magma de manière continu sur de très longues périodes de temps, la remontée finale du magma vers les chambres magmatiques peu profondes et le déclenchement d’une éruption se fait extrêmement rapidement, en quelques dizaines d’années seulement.

La longévité des systèmes volcaniques associés aux plutons contraste donc de manière flagrante avec la durée très courte nécessaire au remplissage des chambres magmatiques dans la croûte supérieure juste avant une éruption. L’étude montre en effet que certains cristaux séjournent à des températures d’environ 470 °C (soit la température permettant le maintien de magma liquide) durant de très longues périodes avant d’être incorporés au magma effusif. Le magma serait donc stocké sur le long terme dans une zone chaude de la croûte moyenne, avant d’être expulsé de manière épisodique et rapide pour donner lieu à des super-éruptions. Au sein de cet « incubateur » magmatique, certains minéraux vont commencer à cristalliser pour former et faire grandir les plutons. Les chercheurs pensent que le magma à l’origine des éruptions proviendrait d’une poche instable située au sommet de cet incubateur. Ces données permettent de mieux comprendre la génération des super-éruptions et pourraient permettre d’identifier les volcans susceptibles de produire de telles éruptions.

Les super-éruptions restent cependant rares. Même si elles ne se produisent que tous les 20.000 ans en moyenne, elles restent des phénomènes extrêmement destructeurs, capables d’influencer de façon notable le climat et l’environnement.