Le Hunga Tonga-hunga Ha’apai avant l'éruption de janvier 2022 © Nasa
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L’éruption volcanique aux Tonga aide les scientifiques à mieux comprendre Mars

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La violente éruption du Hunga Tonga-hunga Ha'apai du 15 janvier a marqué les esprits. Toutefois, les scientifiques connaissent bien ce jeune volcan dont ils suivent la formation depuis plusieurs années déjà, car le Hunga Tonga-hunga Ha'apai pourrait notamment permettre de comprendre la formation des volcans martiens lorsque l'eau liquide était encore présente à la surface de la Planète rouge.

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[EN VIDÉO] Éruption explosive aux îles Tonga  L'éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’Apai a produit des explosions très violentes et des colonnes de cendres de 20 à 30 kilomètres de haut. 

Le Hunga Tonga-hunga Ha'apai est un volcan sous-marin situé sur la ceinture de feu du Pacifique. Il fait plus précisément partie de l'arc volcanique de Tonga-Kermadec, et est associé à la présence d'une importante zone de subduction. La région est en effet dominée par la subduction de la plaque Pacifique sous la plaque Indo-Australienne, à une vitesse relativement rapide de 5 à 8 cm par an. Le volcan témoigne ainsi d’une activité régulière depuis 2009, mais la dernière éruption, datant du 15 janvier 2022, a été particulièrement violente et a notamment engendré un tsunami qui a frappé les côtes pacifiques.

Des volcans martiens étonnamment similaires

La violence de l'éruption est principalement liée à l'environnement sous-marin du volcan. En effet, le magma, qui remonte rapidement, entre en contact avec l'eau, ce qui provoque une importante explosion. On parle, dans ce cas, d'éruption phréato-magmatique, qui est caractérisée par la projection de grandes quantités de matériaux pyroclastiques dans l'atmosphère et très peu de production de laves.

Dans le cas du Hunga Tonga-hunga Ha'apai, le nuage de cendres a ainsi atteint une altitude de 20 à 30 km. Le bruit de l'explosion a, quant à lui, été entendu jusqu'en Nouvelle-Zélande, à 2.000 km du lieu de l'éruption. Si cette éruption fascine déjà les scientifiques et fera, c'est certain, l'objet de nombreuses études permettant d’affiner notre compréhension de ce type de systèmes volcaniques, le Hunga Tonga-hunga Ha'apai pourrait également aider les planétologues à comprendre la formation de volcans sur d'autres planètes, et plus particulièrement sur Mars.     

Petit volcan conique à la surface de Mars, probablement formé en contexte sous-marin, de façon similaire au Hunga Tonga-hunga Ha’apai. © Nasa's Scientific Visualization Studio

En effet, le Hunga Tonga-hunga Ha'apai pourrait être un bon analogue terrestre des structures volcaniques visibles sur Mars, mais également sur Vénus car de nombreux petits volcans à la forme conique, très semblables au Hunga Tonga-hunga Ha'apai, ont été découverts à la surface de la Planète rouge. Les scientifiques suggèrent qu'ils se sont formés dans un contexte sous-marin alors que l'eau liquide était encore présente à la surface de la planète, il y a plusieurs milliards d'années. Des conditions relativement similaires à celles du Hunga Tonga-hunga Ha'apai, dont la dernière explosion pourrait permettre d'en apprendre plus sur les interactions entre le magma et l'eau au moment de l'éruption. L'environnement marin terrestre fournirait également de nombreuses comparaisons possibles avec la faible gravité qui règne sur les petites planètes telluriques ; il aiderait à comprendre comment des architectures volcaniques se forment sous faible gravité.

Formation des îles volcaniques : le combat contre l’érosion

Les scientifiques cherchent donc à quantifier l'impact de l'érosion de l'eau sur la croissance et la stabilité d'un volcan en formation et la façon dont les processus érosifs et volcaniques peuvent se contrebalancer pour mener à l'émergence d'une île volcanique. Des interactions qui semblent avoir fortement modelé les volcans martiens et son paysage tout entier.    

Le volcan Hunga Tonga-hunga Ha’apai avant la dernière éruption de janvier 2022, montrant la partie émergée (désormais quasiment inexistante) et la partie sous-marine. © Sapakagadewmoinjadiw, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0

Le volcan des Tonga est donc sous intense surveillance depuis 2015, date à laquelle l'île volcanique a commencé à sortir de l'eau. Durant plusieurs années, les chercheurs assistent ainsi à la construction progressive du volcan à partir de l'accumulation de cendres, malgré l'implacable érosion menée par les vagues qui tend à disperser ces matériaux volcaniques peu consolidés. Les scientifiques montrent ainsi que l'eau chauffée au contact du volcan interagit avec les cendres produites par l'éruption pour produire un matériau altéré plus dur et donc plus apte à résister aux assauts de la mer.

Depuis décembre, les scientifiques du Goddard Space Flight Center de la Nasa suivaient attentivement l'augmentation progressive de la taille de l'île par le biais de petites éruptions, pensant assister à un processus de balance relativement stable entre l'érosion et la construction volcanique. Mais la violente explosion qui a suivi a littéralement effacé l'île de la carte, forçant les scientifiques à stopper leurs investigations.

L’île volcanique en 2017. Les différents tracés montrent l’évolution de sa morphologie et notamment les effets de l’érosion océanique. © James B. Garvin, Daniel Slayback, Christine Giguere, James J. Frawley, Ghassem Asrar, Karen Andersen, Vicki Ferrini, Wikimedia Commons, domaine public

Il est cependant fortement possible qu'ils assistent à une renaissance de l'île dans les prochaines années, la chambre magmatique située sous le volcan devant permettre de nouvelles éruptions et donc une reconstruction progressive de la structure volcanique. Le Hunga Tonga-hunga Ha'apai n'a donc certainement pas fini de faire parler de lui.

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