En Islande, une éruption volcanique rapproche les chercheurs du noyau terrestre

Que faites-vous lorsqu’un volcan entre en éruption pour la première fois depuis des siècles ?

Pour de nombreuses personnes dans la péninsule sud de l’Islande, lorsque le volcan Fagradalsfjall s’est éteint en 2021 après 781 ans de dormance, la réponse a été de prendre des photos. Alors que l’éruption s’est poursuivie pendant six mois, les touristes et les habitants se sont rapprochés du volcan pour en absorber encore plus. Des éruptions rouges jaillissent d’une pyramide noire ; le fluage visqueux des flammes.

Mais cette documentation n’est pas allée aussi loin. Certains scientifiques voulaient savoir ce qui se passait sous la surface, à des kilomètres de profondeur, là où la lumière n’atteint pas. Là, la roche qui coule fonctionne d’une manière que les experts ne peuvent toujours pas décrire. Ainsi, le premier jour de l’éruption, un hélicoptère s’est rendu sur le site et a ramassé de la lave. Certains échantillons ont été distribués aux laboratoires, qui ont renvoyé des résultats inattendus après les tests : la lave était pleine de cristaux.

Récemment, des mesures ont été prises pour caractériser la dynamique du sous-sol du volcan océanique à l’aide d’échantillons similaires collectés lors de l’éruption du Fagradalsfjall. Dans un article publié en juin dans la revue Nature Communications, des chercheurs qui ont examiné la composition chimique des échantillons de cristaux de lave collectés sur une période de six mois ont découvert qu’ils contenaient une grande variété de matériaux provenant de différentes parties du manteau appelées la couche d’amalgame. entre la croûte et le noyau. Ce type de variation était inattendu et donnait une image plus vivante de ce qui contribue aux éruptions volcaniques.

“Nous avons un compte rendu très détaillé des différents types de compositions que nous pouvons maintenant trouver dans le manteau, et cela doit être très hétérogène, très variable”, a déclaré Frances Deegan, volcanologue à l’université d’Uppsala en Suède, et co-auteur. .auteur de l’article.

Sur le plan de la composition, la lave du Fagradalsfjall était primitive, ce qui signifie qu’elle provenait d’un réservoir profond de magma, ou lave souterraine, et non d’un réservoir peu profond dans la croûte terrestre. Remarquant cela, des chercheurs, dont Ed Marshall, un géochimiste de l’Université d’Islande, se sont précipités pour collecter plus d’échantillons alors que la lave continuait de jaillir des évents. “Nous travaillions tout le temps – vous dormez et le volcan est toujours en éruption et vous pensez:” Je dois sortir “”, a déclaré le Dr. maréchal. “Mais il est difficile de décrire à quel point ces choses sont rares.”

Fagradalsfjall existe à une confluence de lignes de faille le long d’une frontière entre les plaques tectoniques eurasienne et nord-américaine, un point où elles se séparent et se frottent l’une contre l’autre. Les archives géologiques indiquent qu’il y a eu une activité volcanique périodique dans la région environ tous les mille ans, et cette fissure la plus récente a été précédée de plus d’un an de tremblements de terre. Olafur Flovenz, directeur de l’Iceland GeoSurvey, a récemment publié un article avec des collègues suggérant que cette activité n’était pas causée par une quantité de magma qui s’accumule dans la croûte, mais par le dioxyde de carbone libéré par une mise en commun plus profonde du magma entre le manteau et la croûte, dans une région appelée la discontinuité de Mohorovicic, ou moho.

Habituellement, les éruptions volcaniques se produisent lorsque de nombreux petits flux de magma se mélangent. “Ce processus de mélange est un processus géologique essentiel, mais il n’a jamais été observé directement”, a déclaré le Dr. maréchal. Il se produit si profondément sous la surface et de nombreuses caractéristiques chimiques des flux individuels sont perdues à mesure que le magma remonte à travers la croûte. Mais lorsque Fagradalsfjall a éclaté en 2021, la roche en fusion et les cristaux qui ont remonté à la surface sont venus directement du moho. “Pour la première fois, plus ou moins, nous assistons à une éruption active sur notre croûte océanique où la lave jaillit directement de la source du manteau”, a déclaré le Dr. Flovenz.

Comparés à d’autres volcans océaniques, les évents de Fagradalsfjall étaient relativement faciles d’accès et l’éruption de 2021 était assez modérée. Des chercheurs tels que le Dr. Marshall, qui n’a contribué à aucun des deux articles, mais qui a un article à paraître sur le même sujet avec un groupe de collaborateurs de l’Université d’Islande, dit que ces études pourraient essentiellement aller en profondeur et révéler des dynamiques autrement cachées. bouteille.”

dr. Deegan et son collaborateur, Ilya Bindeman, géochimiste à l’Université de l’Oregon, ont travaillé avec d’autres chercheurs sur le terrain à Fagradalsfjall pour analyser la lave. Ils ont découvert que non seulement les produits chimiques variaient incroyablement au fil du temps, suggérant que de nombreuses parties différentes du manteau s’étaient combinées lors de l’éruption, mais aussi que les isotopes de l’oxygène étaient presque identiques dans ces échantillons. Cela s’ajoute à une enquête technique de longue date sur la source des niveaux mystérieusement bas d’oxygène-18 en Islande, un isotope que l’on trouve couramment dans la roche volcanique. dr. Bindeman a déclaré que les scientifiques débattaient depuis plus d’un demi-siècle pour savoir si cela pouvait être attribué à un manque d’isotope dans le manteau. “Nous avons constaté que l’épuisement se produit ailleurs”, a-t-il déclaré.

dr. Marshall et ses collègues ont également utilisé les échantillons de lave pour décrire les processus de mélange et de fusion dans les réservoirs de magma, ce qui n’est pas fait dans l’article le plus récent.

“Ce sont des moments très excitants”, a déclaré le Dr. Flovenz, qui a commencé à étudier les volcans islandais en 1973. “Je n’avais jamais espéré vivre cette agitation et ces éruptions sur cette péninsule. C’était extrêmement intéressant pour la communauté géoscientifique.”

“C’est un coup absolument stupéfiant pour notre domaine”, a déclaré le Dr. Marshall, “et c’est une de ces choses qui seront étudiées pendant longtemps.”

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