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Quand la lave se prend pour de la glace

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Les coulées de lave du Mont Etna lors de l'éruption de 2001 ont amené les vulcanologues à revoir la façon dont les volcans ont sculpté la surface de la terre.

Les scientifiques pensaient jusqu'ici que les canaux alimentant l'écoulement de la lave sur les parois des volcans se créaient par transfert de chaleur, lorsque la lave chaude entre en contact avec le sol, entraînant un mélange avec les roches puis une érosion. Or cette érosion thermique ne serait pas le seul mode de « façonnage » : l'observation par Jens Siewert et Carmelo Ferlito (Université de Catania, en Italie), de canaux surgis lors de l'éruption du mont Etna en 2001 révèle une érosion purement mécanique ou de friction. La lave découperait littéralement les roches (1), tels les lits glaciaires de nos montagnes. Les coulées de lave amènent à revoir la façon dont les volcans sculptent la surface du globe, et peut-être d'autres planètes.

Fig. 1 - Le Mont Etna en éruption en juillet 2001 (crédits : C. Ferlito & J. Siewert)

Mélange très dense de cristaux et de morceaux de lave solidifiée

Principale observation : la lave ayant mis seulement douze heures pour former un canal long de 6 mètres, elle n'a pas pu créer un mélange thermique avec la roche. « Nous proposons l'explication suivante : la force abrasive de la coulée de lave est à l'origine des canaux » à déclaré Jens Siewert à la lettre Physical Review Letters.

L'éruption a débuté le 19 juillet, en créant un cratère dans l'aire du volcan dite du Piano del Lago (Fig. 1). Basés à un poste d'observation suffisamment sûr mais proche, les deux chercheurs ont pu suivre jour après jour l'évolution du volcan. Ils ont ainsi constaté, après la fin du phénomène soit au bout de 13 jours, la formation d'un canal « inhabituel » (Fig. 2): celui-ci semble « taillé » dans la roche et non « fabriqué » par suite d'un mélange thermique avec la lave. Des strates formées lors de cet épisode ont été mises en évidence par des photographies.

Fig. 2 - Une vue aérienne de la coulée de lave (à gauche) (crédits : courtesy of Phys. Rev. Lett. 96 028501)

La nature de la lave de l'Etna expliquerait le phénomène : d'une couche de 20 mètres d'épaisseur, elle serait constituée d'un mélange très dense de cristaux et de morceaux de lave solidifiée en suspension au sein d'une « matrice » liquide, à l'origine de l'érosion mécanique comme le font les rochers emprisonnés dans les glaciers.

Ces résultats pourraient jeter un nouvel éclairage sur les phénomènes d'érosion volcaniques sur Terre. Mais aussi sur ceux à l'origine de certains canaux présents à la surface de la Lune et de Vénus.

(1) Physical Review Letters, vol 96, p 028501