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Les étonnantes laves carbonées du Lengaï dévoilent le manteau terrestre

ActualitéClassé sous :Volcanologie , géologie , Pete Burnard

La Montagne des dieux vient de parler. Le célèbre volcan de Tanzanie, Ol Doinyo Lengaï, a fini par livrer une partie de ses secrets à un groupe de chercheurs internationaux. On comprend mieux l'origine de ses laves aussi fluides que le pétrole et particulièrement riches en carbone, qu'il est le seul volcan connu au monde à émettre.

Coulée de carbonatites et, au second plan, son cône d'émission. Crédit : CRPG (INSU-CNRS), Photo : B. Marty

Prenez une carte de l'Afrique, dirigez-vous, par exemple avec Google Map, vers la branche sud-est du rift africain en Tanzanie (voir la figure 1). Vous vous trouverez alors dans la région d'un volcan célèbre, le Kilimandjaro, non loin des gorges d'Olduvai, connues pour être le « berceau de l'humanité ». C'est en effet dans ses gorges que les Leakey ont découvert bon nombre de fossiles et de traces d'Australopithecus boisei.

Pas très loin encore, on trouve le fabuleux lac Natron mais surtout l'un des plus extraordinaires volcans de la planète, l'Ol Doinyo Lengaï, la Montagne des dieux en langue Masaï (figure 2).

Figure 1. (Cliquer pour agrandir.) Le rift africain. Crédit : INSU

Ce volcan, dont les images fantastiques ramenées initialement par Maurice et Katia Krafft ont beaucoup fait pour assurer la renommée, crache périodiquement des laves presque exemptes de silice et très riches en CO2, les carbonatites. Contenant environ 30% de CO2, ces laves noires font éruption à seulement 540°C, alors que les autres types de laves sont liquides à 800°C, voire 1.200°C. En se refroidissant au contact de l'air, elles donnent rapidement des roches blanchâtres (voir la figure 3).

Le Lengaï est le seul volcan connu actuellement produisant des éruptions accompagnées d'émissions de carbonatites. Ces laves sont rarissimes mais on en connaît quand même plusieurs centaines d'affleurements dans le monde dont certains dans le Massif central et en Alsace, plus précisément dans le Kaiserstuhl, un volcan complexe du Bade-Wurtemberg.

Figure 2. La localisation de l'Ol Doinyo Lengaï. Crédit : INSU

En provenance directe du manteau

De telles laves si paradoxales ne peuvent qu'éveiller la curiosité des géochimistes et des spécialistes des processus magmatiques. Pour expliquer leur origine, fallait-il faire intervenir de grandes différences de composition chimique dans le manteau sous le rift africain, dans la région du lac Natron et du Kilimandjaro, ou simplement des différences dans les processus magmatiques ?

Pour le savoir, une équipe internationale (France-Etats-Unis-Tanzanie) dirigée par Pete Burnard et Bernard Marty, géochimistes au Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG) de Nancy a réussi à prélever des échantillons de gaz exceptionnels lors d'une récente éruption au Lengaï. Le bilan des analyses géochimiques que les chercheurs ont effectuées vient d'être publié dans un article de Nature.

Figure 3. (Cliquer pour agrandir.) Panoramique du cratère. Les différents édifices sont des cônes d'éjectas (spatter cones). Les coulées de carbonatites, originalement noires, blanchissent en quelques jours par hydratation au contact de l'atmosphère. Crédit : CRPG (INSU-CNRS), Photo : B. Marty

Là encore, les méthodes isotopiques de la géochimie ont montré leur efficacité et l'on sait désormais que le CO2 contenu dans les carbonatites du Lengaï provient directement d'un manteau sous-jacent au rift est-africain, semblable à celui que l'on retrouve sous les rides médio-océaniques. Le manteau supérieur semble bel et bien uniforme du point de vue chimique, comme le prédisaient d'ailleurs les modèles de convection, qui montraient son brassage efficace. La richesse en CO2 de ces laves, donnant des roches composées principalement de deux minéraux, la nyerereite (Na2Ca(CO3)2) et la gregoryite ((Na2,K2,Ca)CO3), semble donc liée à un processus de fusion particulier du manteau sous le rift.

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