Etna. © Madelon Smink (imaggeo.egu.eu)
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Sur les traces de l’une des plus grandes éruptions volcaniques explosives

Question/RéponseClassé sous :Volcan , Eruption , magmatisme
 

Une étude sur des dépôts volcaniques dans des sédiments danois a récemment montré qu'une gigantesque éruption explosive avait eu lieu il y a 55 millions d'années au milieu de l'Atlantique Nord, propulsant une quantité phénoménale de cendres dans l'atmosphère. Il s'agirait de l'une des plus puissantes éruptions explosives connue et documentée à ce jour.

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[EN VIDÉO] Comment se forme le magma avant une éruption volcanique ?  Le magma est à l'origine de la formation des volcans. Cette roche en fusion, qui bouillonne dans le cratère, provient d’une fusion partielle du manteau de la Terre. Futura a rencontré Jacques-Marie Bardintzeff, docteur en volcanologie, qui raconte l'origine du magma. 

C'est bien connu, les volcans peuvent être de différents types et mener à des styles d'éruptions très différents. Il existe deux grands styles d'éruptions volcaniques : les éruptions dites effusives et les éruptions dites explosives.

Composition des laves et styles éruptifs

Cette diversité est liée à la composition chimique des magmas et notamment à leur teneur en silice. Des magmas pauvres en silice seront relativement fluides et produiront de grandes coulées de laves, typiques des volcans effusifs, également dits « basaltiques ». L’Etna en est un exemple bien connu. À l'inverse, des magmas riches en silice auront un comportement plus visqueux. Les gaz contenus dans les laves auront plus de mal à s'échapper, créant une surpression se terminant par une explosion projetant d'importantes quantités de cendres et de débris volcaniques dans l'atmosphère. C'est le cas de la Montagne Pelée dans les Antilles. Ce dernier type de volcan est particulièrement dangereux comparé aux volcans effusifs basaltiques, plus prévisibles.

Une exception tout de même : lorsque des laves basaltiques entrent en contact brutal avec de l'eau cela peut entraîner une réaction explosive. On parle alors d'éruption explosive hydromagmatique. Un exemple récent est l'éruption désormais bien connue du volcan islandais Eyjafjallajökull en 2010, qui a produit un panache de cendres ayant perturbé les vols aériens au-dessus de toute l'Europe durant plusieurs jours. La nature explosive de cette éruption et la grande quantité de cendres contenue dans le panache ont été causées par l'interaction entre le magma et l'eau du glacier recouvrant le volcan.

Exemple d’éruption hydromagmatique. Volcan Ukinrek Maars en Alaska. © R. Russell, 1977, Alaska Department of Fish and Game. Global Volcanism Program, Smithsonian Institution

Une éruption hydromagmatique majeure il y a 55 millions d’années

Dans une étude récente, des géologues de l'université d'Oslo, Ella Stokke et Morgan Jones, se sont intéressés à des niveaux de cendres issues d'éruptions volcaniques basaltiques préservés dans des sédiments exposés sur l'île de Fur dans le nord du Danemark. Ces dépôts volcaniques très épais (jusqu'à 16 centimètres), datés de 55 millions d'années, contiennent toutes les caractéristiques physiquo-chimiques permettant de les associer à un volcanisme explosif de type hydromagmatique.

Ces cendres semblent avoir été produites lors d'un événement éruptif associé à la Province Ignée Nord-Atlantique. Cette province magmatique couvre une surface estimée à 1,3 million de kilomètres carrés dans l'Atlantique Nord et aurait été active entre 60,5 et 54,5 millions d'années. Suite à l'ouverture de l'Atlantique et à la séparation des plaques continentales, les reliques de cette immense province magmatique se retrouvent actuellement dans les montagnes du nord-ouest de l'Écosse, les Iles Féroé et dans l'est du Groenland. Au moment de l'éruption, la source volcanique était éloignée de plus de 700 kilomètres de l'actuel Danemark où ont été retrouvés les dépôts du panache de cendres. Les simulations numériques montrent que le panache a ainsi dû atteindre 30 kilomètres d'altitude pour que les cendres puissent se déposer à une si grande distance. Il s'agirait de loin de la plus grande éruption explosive hydromagmatique issue d'un volcanisme basaltique. Les seules autres éruptions connues ayant permis le transport de si grands volumes de cendres sur une telle distance sont toutes associées à des éruptions de laves riches en silice comme celles du volcan du Yellowstone (USA) et celles du volcan Toba (Indonésie).

Les chercheurs estiment que l'éruption ayant produit les niveaux de cendres exposés au Danemark aurait mobilisé un volume de 1.000 kilomètres cubes de magma. Cela représente certes la moitié du volume émis lors des plus grandes éruptions explosives du Yellowstone et du Toba, mais un volume 7.000 fois plus important que celui de l'éruption hydromagmatique de l'Eyjafjallajökull. La quantité de cendres propulsée dans le panache explosif aurait ainsi suffi à recouvrir toute la Norvège sous 2,6 mètres de cendres. De nombreux indices, notamment la concentration très élevée en sulfures dans les débris volcaniques vitrifiés, suggèrent que l'éruption s'est produite à des pressions très fortes, associées à un environnement océanique peu profond (inférieur à 200 mètres). L'origine hydromagmatique de l'éruption ne fait donc pas de doute. Cette période d'activité volcanique majeure au niveau de la Province Ignée Nord-Atlantique est en effet intervenue alors que l'océan Atlantique était en train de s'ouvrir.

La documentation des comportements éruptifs des volcans est d'importance pour comprendre leur impact sur l'environnement et le climat, à la fois dans l'actuel et au cours de l'histoire géologique. Les résultats de cette étude suggèrent que cette éruption majeure a certainement eu un impact important sur le climat de l'époque. Si une éruption similaire devait se produire aujourd'hui, cela influencerait de toute évidence le climat de manière global.

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