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Le mont Erebus, en Antarctique, est le volcan actif le plus austral du monde et il est plutôt particulier : dans le cratère de son sommet se trouve un lac de lave permanent de la taille d’un terrain de football. Peu d’autres volcans sur Terre disposent d’un lac de lave. Une équipe de chercheurs vient de découvrir que le lac de lave de l’Erebus est alimenté par un tube de magma d’environ 20 kilomètres de large et s’étendant jusqu’à 100 kilomètres de profondeur. L’étude, publiée dans la revue Nature Communications, a également permis de réaliser les premières représentations en 3D de la chambre magmatique.
Une autre particularité du mont Erebus est qu’il est actif depuis des millions d’années et que son magma transporte plus de dioxyde de carbone que de nombreux autres volcans. « Erebus est un volcan intéressant, indépendamment du fait qu’il se trouve en Antarctique », a déclaré Phil Wannamaker (✝ août 2022), géologue à l’université de l’Utah et coauteur de l’étude, à « The Antarctic Sun ». « C’est l’un des volcans à dominante de dioxyde de carbone les plus purs au monde ».
Le mont Erebus ne peut pas être cartographié à l’aide d’ondes sismiques comme d’autres volcans. Wannamaker et son équipe ont donc utilisé des ondes électromagnétiques naturelles pour représenter les roches de la croûte et du manteau terrestre en fonction de leur conductivité électrique.
Leurs résultats montrent un tube magmatique presque vertical d’environ 20 kilomètres de diamètre qui s’étend jusqu’à environ 100 kilomètres de profondeur dans le manteau terrestre. À environ 15 kilomètres sous le volcan, le tube se rétrécit pour former une sorte de vanne et tourne légèrement vers l’est.
« Les deux choses que nous avons vraiment vues sont une valve de faille qui contrôle la percée épisodique du magma vers la surface, et deuxièmement, nous sommes capables de suivre le magma de manière continue et complète jusqu’au lac de lave », a déclaré Wannamaker.
La roche en fusion s’écoule directement du manteau terrestre dans le lac de lave ouvert via cette fameuse valve de faille. Elle contrôle, comme une buse, le flux de magma et de gaz vers le haut du lac de lave. Ainsi, de petites quantités de magma et de dioxyde de carbone remontent à la surface par à-coups, plutôt que dans un flux continu.
Le magma contient beaucoup de dioxyde de carbone, qui absorbe l’eau de la roche en fusion la maintenant ainsi chaude et sèche. Cela permet au magma de rester fluide et de ne pas rester bloqué lors de son ascension à travers la croûte terrestre. Le lac de lave est donc régulièrement alimenté en roches en fusion, ce qui pourrait expliquer que le mont Erebus connaisse de fréquentes éruptions douces et que son lac de lave persiste pendant des décennies, contrairement aux volcans riches en eau qui connaissent des éruptions rares mais explosives.
Selon Wannamaker, l’étude du lac de lave d’Erebus aide également les géologues à comprendre comment des éléments chimiques rares peuvent passer du manteau terrestre à la surface. « Les systèmes de fosses comme le mont Erebus ont émis des quantités de dioxyde de carbone ayant un impact sur le climat à certaines périodes géologiques », a déclaré Wannamaker. « Comprendre le contrôle et la géométrie des mouvements de magma pourrait également améliorer les modèles d’exploration régionaux pour les éléments rares dont nous avons besoin dans notre vie quotidienne ».
Julia Hager, PolarJournal
Lien vers l’étude : Hill, G.J., Wannamaker, P.E., Maris, V. et al. Trans-crustal structural control of CO2-rich extensional magmatic systems revealed at Mount Erebus Antarctica. Nat Commun 13, 2989 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30627-7
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