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Super volcans
Comment la terre peut-elle se mettre à rugir et à exploser en un super-volcan? Un chercheur québécois vient d’élucider un des grands mystères de la géophysique.
Par Joël Leblanc
Indonésie, 10 avril 1815. Le volcan Tambora, sur l’île de Sumbawa, éclate, expulsant des kilomètres cubes de magma en fusion. Un panache de fumée s’élève à 43 km d’altitude; 70 000 personnes meurent dans la plus dévastatrice éruption volcanique connue de l’histoire. Une super-éruption par un super-volcan. Les cendres du Tambora ont à ce point assombri l’atmosphère que 1816 fut surnommée «l’année sans été» par les Occidentaux.
«Le Tambora était en fait un “petit” super-volcan, précise John Stix, volcanologue à l’Université McGill, à Montréal. Il en est sorti environ 160 km3 de matière en fusion. À différents endroits sur Terre, on trouve des traces d’anciennes éruptions bien plus importantes qui ont produit des milliers de kilomètres cubes de rejets. Les gaz et les poussières qu’elles ont émis dans l’atmosphère ont dû envelopper toute la planète et fortement influencer le climat global à leur époque.» Le scientifique sait de quoi il parle: en laboratoire, il a récemment révélé les secrets des super-volcans.
Ce qu’on entend par super-volcans, ce sont des éruptions exceptionnellement puissantes, qui atteignent un indice d’explosivité volcanique (IEV) d’au moins sept. Dans l’échelle d’IEV, graduée de 0 à 8, chaque valeur représente une quantité de matière éjectée 10 fois supérieure à la valeur précédente. Le mont Saint Helens, en 1980, avec moins de 3 km3 de matière éjectée, était de niveau cinq. Et le Pinatubo d’Indonésie, en 1991, a atteint la marque de 6 avec ses 10 km3. Le Tambora, lui, était d’une intensité de sept.
«Mais ce qui caractérise surtout un super-volcan, signale le professeur Stix, c’est qu’il s’accompagne souvent de la formation d’une caldeira. Cela ressemble à un grand cratère, mais il s’agit en fait d’un affaissement de la croûte terrestre.»
En Indonésie, le lac Toba dort au cœur de la plus grande caldeira connue: 100 km de long sur 30 km de largeur. L’éruption qui l’a formée, il y a environ 73 000 ans, a un IEV estimé à 8. Elle a duré probablement 2 semaines et expulsé quelque 2 800 km3 de magma. Un tel événement a probablement anéanti la vie en Indonésie et l’a rendue difficile ailleurs sur Terre. Certains chercheurs considèrent d’ailleurs cet événement comme une cause possible de la quasi-extinction de la population humaine à cette époque, telle que l’ont récemment révélée des études génétiques (Québec Science, octobre 2008).
Les volcans actifs se forment normalement au-dessus d’une chambre magmatique, grand réservoir de roche en fusion situé entre 10 km et 50 km sous la surface de la Terre. Lorsque la pression devient trop forte dans la chambre, le magma remonte jusqu’à la croûte à travers une étroite cheminée et émerge en surface avec plus ou moins de violence. C’est l’éruption volcanique. Ce scénario, on le connaît assez bien. Mais quand la chambre se vide de son magma, il peut arriver que son plafond s’écroule. Le volcan lui-même et le sol environnant s’affaissent alors de quelques dizaines à quelques centaines de mètres. C’est cette dépression plus ou moins circulaire, entourée de parois verticales, qu’on appelle «caldeira». L’éruption du Tambora a laissé une caldeira très nette et bien circulaire, d’un diamètre de 7 km et profonde de 600 m. L’île de Santorini, en Grèce, est une autre caldeira, résultat d’une éruption survenue il y a 3 600 ans.
Or, la formation d’une caldeira pourrait avoir un effet amplificateur sur une éruption. C’est ce que révélait John Stix, avec deux autres volcanologues de l’université de la Colombie-Britannique, dans la revue Nature Geoscience au printemps dernier. Pour en arriver à ces résultats, les chercheurs ont, dans des cuves de plexiglas, simulé la chute de morceaux de croûte terrestre dans une chambre magmatique. «À défaut de magma, nous avons utilisé différentes dilutions de sirop de maïs, un excellent substitut pour des modélisations à cette échelle. Nous avons laissé descendre les blocs dans la chambre selon différents angles et vitesses de rotation, puis nous avons filmé le comportement du sirop.»
Quand le plafond d’une chambre magmatique s’affaisse au cours d’une éruption, les blocs du dôme agitent le magma. Les modifications de pression et d’autres effets complexes de la lave en fusion peuvent alors déclencher une super-éruption.
Avec de telles découvertes, sera-t-on en mesure de prédire la prochaine super-éruption? «Difficile d’affirmer quand, répond John Stix. Mais plus facile de prédire où. Il y a le volcan Rabaul qui est actif en Papouasie–Nouvelle-Guinée. Les Campi Flegrei d’Italie, liés au Vésuve, sont aussi à surveiller. Aux États-Unis, le parc de Yellowstone semble installé sur une immense chambre magmatique active et le Toba d’Indonésie pourrait bien se réveiller.» Tous ont le potentiel de devenir des super-volcans.
Par Joël Leblanc
Indonésie, 10 avril 1815. Le volcan Tambora, sur l’île de Sumbawa, éclate, expulsant des kilomètres cubes de magma en fusion. Un panache de fumée s’élève à 43 km d’altitude; 70 000 personnes meurent dans la plus dévastatrice éruption volcanique connue de l’histoire. Une super-éruption par un super-volcan. Les cendres du Tambora ont à ce point assombri l’atmosphère que 1816 fut surnommée «l’année sans été» par les Occidentaux.
«Le Tambora était en fait un “petit” super-volcan, précise John Stix, volcanologue à l’Université McGill, à Montréal. Il en est sorti environ 160 km3 de matière en fusion. À différents endroits sur Terre, on trouve des traces d’anciennes éruptions bien plus importantes qui ont produit des milliers de kilomètres cubes de rejets. Les gaz et les poussières qu’elles ont émis dans l’atmosphère ont dû envelopper toute la planète et fortement influencer le climat global à leur époque.» Le scientifique sait de quoi il parle: en laboratoire, il a récemment révélé les secrets des super-volcans.
Ce qu’on entend par super-volcans, ce sont des éruptions exceptionnellement puissantes, qui atteignent un indice d’explosivité volcanique (IEV) d’au moins sept. Dans l’échelle d’IEV, graduée de 0 à 8, chaque valeur représente une quantité de matière éjectée 10 fois supérieure à la valeur précédente. Le mont Saint Helens, en 1980, avec moins de 3 km3 de matière éjectée, était de niveau cinq. Et le Pinatubo d’Indonésie, en 1991, a atteint la marque de 6 avec ses 10 km3. Le Tambora, lui, était d’une intensité de sept.
«Mais ce qui caractérise surtout un super-volcan, signale le professeur Stix, c’est qu’il s’accompagne souvent de la formation d’une caldeira. Cela ressemble à un grand cratère, mais il s’agit en fait d’un affaissement de la croûte terrestre.»
En Indonésie, le lac Toba dort au cœur de la plus grande caldeira connue: 100 km de long sur 30 km de largeur. L’éruption qui l’a formée, il y a environ 73 000 ans, a un IEV estimé à 8. Elle a duré probablement 2 semaines et expulsé quelque 2 800 km3 de magma. Un tel événement a probablement anéanti la vie en Indonésie et l’a rendue difficile ailleurs sur Terre. Certains chercheurs considèrent d’ailleurs cet événement comme une cause possible de la quasi-extinction de la population humaine à cette époque, telle que l’ont récemment révélée des études génétiques (Québec Science, octobre 2008).
Les volcans actifs se forment normalement au-dessus d’une chambre magmatique, grand réservoir de roche en fusion situé entre 10 km et 50 km sous la surface de la Terre. Lorsque la pression devient trop forte dans la chambre, le magma remonte jusqu’à la croûte à travers une étroite cheminée et émerge en surface avec plus ou moins de violence. C’est l’éruption volcanique. Ce scénario, on le connaît assez bien. Mais quand la chambre se vide de son magma, il peut arriver que son plafond s’écroule. Le volcan lui-même et le sol environnant s’affaissent alors de quelques dizaines à quelques centaines de mètres. C’est cette dépression plus ou moins circulaire, entourée de parois verticales, qu’on appelle «caldeira». L’éruption du Tambora a laissé une caldeira très nette et bien circulaire, d’un diamètre de 7 km et profonde de 600 m. L’île de Santorini, en Grèce, est une autre caldeira, résultat d’une éruption survenue il y a 3 600 ans.
Or, la formation d’une caldeira pourrait avoir un effet amplificateur sur une éruption. C’est ce que révélait John Stix, avec deux autres volcanologues de l’université de la Colombie-Britannique, dans la revue Nature Geoscience au printemps dernier. Pour en arriver à ces résultats, les chercheurs ont, dans des cuves de plexiglas, simulé la chute de morceaux de croûte terrestre dans une chambre magmatique. «À défaut de magma, nous avons utilisé différentes dilutions de sirop de maïs, un excellent substitut pour des modélisations à cette échelle. Nous avons laissé descendre les blocs dans la chambre selon différents angles et vitesses de rotation, puis nous avons filmé le comportement du sirop.»
Quand le plafond d’une chambre magmatique s’affaisse au cours d’une éruption, les blocs du dôme agitent le magma. Les modifications de pression et d’autres effets complexes de la lave en fusion peuvent alors déclencher une super-éruption.
Avec de telles découvertes, sera-t-on en mesure de prédire la prochaine super-éruption? «Difficile d’affirmer quand, répond John Stix. Mais plus facile de prédire où. Il y a le volcan Rabaul qui est actif en Papouasie–Nouvelle-Guinée. Les Campi Flegrei d’Italie, liés au Vésuve, sont aussi à surveiller. Aux États-Unis, le parc de Yellowstone semble installé sur une immense chambre magmatique active et le Toba d’Indonésie pourrait bien se réveiller.» Tous ont le potentiel de devenir des super-volcans.