À gauche, le versant sud du mont Saint Helens durant la phase paroxysmale, après l’éruption du 18 mai 1980. À droite, la forêt de North Fork Toutle, dévastée le 22 août 1980. © USGS, Cascades Volcano Observatory

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On connait mieux la plomberie volcanique de l'éruption du Saint Helens

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Par Laurent Sacco, Futura

Lentement mais sûrement, les volcans livrent leurs secrets. On vient ainsi de réaliser une tomographie sismique sous le célèbre mont Saint Helens. Elle a révélè l'existence de deux chambres magmatiques et suggéré l'existence d'une connexion entre elles qui serait peut-être à l'origine de la fameuse éruption du 18 mai 1980.

Interview : les trois plus grandes éruptions volcaniques de l'Histoire  Les volcanologues sont sans cesse confrontés à des éruptions volcaniques. Néanmoins, certaines sont particulièrement brutales ou intenses. Futura-Sciences a rencontré Jacques-Marie Bardintzeff, docteur en volcanologie, pour savoir quelles sont les trois plus grandes éruptions volcaniques connues. 

Le 18 mai 1980 après 123 ans de sommeil, le mont Saint Helens allait faire une entrée tonitruante dans le monde de l'histoire de la volcanologie en se mettant en éruption avec une puissance équivalente à au moins 10.000 bombes d'Hiroshima. Il allait ainsi perdre 400 m de hauteur et environ un tiers de son volume en quelques minutes. Depuis lors, ce stratovolcan de la chaîne des Cascades, dans l'état de Washington aux États-Unis, a été l'un des plus étudiés au monde. L'activité volcanique du Saint Helens juste avant cette éruption n'avait d'ailleurs pas manqué d'attirer de célèbres volcanologues comme Maurice et Katia Krafft, mais aussi Haroun Tazieff.

Aujourd'hui, le mont Saint Helens est plus calme, mais les géophysiciens et les géochimistes continuent d'étudier ses entrailles, les premiers par des méthodes électriques, magnétiques et bien sûr sismiques et les seconds en investiguant les gaz et la composition des laves et des cendres. Or justement, on commence à avoir les premiers résultats d'une campagne de mesures lancée en 2014 dans le cadre du projet imaging Magma Under Saint Helens (iMUSH). Il s'agissait notamment d'illuminer le sous-sol sous le volcan à l'aide des ondes sismiques produites par 23 explosions de forte puissance. Les signaux résultants ont ensuite été enregistrés par environ 2.500 sismomètres installés autour de l'édifice volcanique.

En 1980, Maurice Krafft commentait les images de l’éruption du mont Saint Helens qu’il avait ramené avec sa femme Katia. © Ina

Un mélange de magma à l’origine de l’éruption explosive du Saint Helens ?

Le traitement de signaux a finalement permis de dresser une carte 3D révélant les caractéristiques du stockage et du transport du magma non seulement sous le mont Saint Helens, mais aussi sous d'autres volcans adjacents dans la région comme le mont Adams. La méthode de tomographie sismique a ainsi montré qu'il existait une première chambre magmatique de grande taille entre 5 et 12 kilomètres de profondeur ainsi qu'une seconde, plus importante, entre 12 et 40 kilomètres de profondeur entre le Saint Helens et le mont Adams cette fois-ci. Ces deux chambres seraient également en communication d'après les données obtenues. En effet, des petits séismes étudiés lors de l'activité volcanique du Saint Helens en 1980 apparaissent maintenant comme distribués sur un chemin reliant ces deux chambres ce qui suggère que la plus profonde a alimenté à ce moment-là celle située sous le volcan.

Les données de la géochimie et de la magmatologie sont d'ailleurs favorables à l'idée que bien des éruptions proviennent en partie d'un mélange de magma, notamment à l'occasion de l'irruption dans une chambre magmatique d'un magma plus frais. La différentiation des magmas dans une chambre magmatique qui évolue au cours du temps en refroidissant doit pouvoir aussi intervenir. En effet, dans une chambre, des cristaux générant un magma plus dense finissent par se former et à sédimenter, appauvrissant un magma initial qui peut devenir moins dense et plus léger donc monter en direction de la surface.

Le projet iMUSH en est encore à ses débuts et on peut s'attendre à d'autre révélation concernant la « plomberie » alimentant les édifices volcaniques de la région et donc permettant de mieux comprendre les mécanismes à l'origine des éruptions, et peut-être un jour de les prévoir.