D’où vient la lave du Mauna Loa – et pourquoi les volcans d’Hawaï sont différents de la plupart

Le Mauna Loa d’Hawaï, le plus grand volcan actif du monde, a commencé à émettre fontaines de roche rougeoyante et déversant de la lave des fissures lors de sa première éruption dans près de quatre décennies a commencé le 27 novembre 2022.

D’où vient cette roche en fusion ?

Nous avons demandé Gabi Laskeun géophysicien de l’Université de Californie-San Diego qui a dirigé l’un des premiers projets visant à cartographier la plomberie profonde qui alimente les volcans des îles hawaïennes, pour expliquer.

D’où vient le magma qui fait surface au Mauna Loa ?

Le magma qui sort du Mauna Loa provient d’une série de chambres magmatiques situées entre 1 et 25 miles (2 et 40 km) sous la surface. Ces chambres magmatiques ne sont que des lieux de stockage temporaires de magma et de gaz, et ne sont pas d’où provient le magma à l’origine.

L’origine est beaucoup plus profonde dans manteau terrestre, peut-être plus de 620 miles (1 000 km) de profondeur. Certains scientifiques postulent même que le magma provient d’un profondeur de 1 800 milles (2 900 km)où le manteau rencontre le noyau terrestre.

La croûte terrestre est constituée de plaques tectoniques qui se déplacent lentement, à peu près à la même vitesse que la croissance d’un ongle. Les volcans se produisent généralement là où ces plaques s’éloignent les unes des autres ou là où l’une pousse sous l’autre. Mais les volcans peuvent aussi être au milieu des plaques, comme les volcans d’Hawaii sont dans la plaque pacifique.

La croûte et le manteau qui composent la plaque du Pacifique se fissurent à différents endroits à mesure qu’elle se déplace vers le nord-ouest. Sous Hawaï, le magma peut se déplacer vers le haut à travers les fissures pour alimenter différents volcans à la surface. La même chose se produit au Haleakala de Maui, qui a éclaté en dernier il y a environ 250 ans.

Comment la roche en fusion voyage-t-elle depuis les profondeurs du manteau terrestre, et qu’est-ce exactement qu’un panache du manteau ?

Les scientifiques émettent l’hypothèse que le manteau n’est pas fait de roche uniforme. Au lieu, différences dans le type de la roche du manteau le font fondre à différentes températures. La roche du manteau est solide à certains endroits, alors qu’elle commence à fondre à d’autres endroits.

La roche partiellement fondue devient flottante et remonte vers la surface. La roche du manteau ascendant est ce qui fait un panache du manteau. Parce que la pression sous-jacente diminue à mesure que la roche monte, elle fond de plus en plus et finit par s’accumuler dans la chambre magmatique. S’il existe une ouverture suffisamment grande à la surface et que suffisamment de gaz volcaniques se sont accumulés dans la chambre magmatique, le magma est forcé à la surface lors d’une éruption volcanique.

L’imagerie sismique par les équipes de recherche avec lesquelles je suis impliqué a montré que le panache du manteau d’Hawaï vient du plus profond du manteau.

Mais le panache n’est pas un tuyau droit comme le suggèrent certaines figures conceptuelles. Au lieu de cela, il a rebondissements, venant à l’origine du sud-est, mais se tournant ensuite vers l’ouest d’Hawaï lorsque le panache atteint le manteau moins profond. Les fissures dans la plaque du Pacifique canalisent ensuite le magma vers le haut vers la chambre magmatique sous l’île d’Hawaï.

Pourquoi Hawaï voit-il généralement moins d’éruptions dramatiques que d’autres endroits ?

Hawaï est au milieu d’une plaque océanique. En fait, c’est le point chaud volcanique le plus isolé sur Terre, loin de toute limite de plaque.

Le magma océanique est très différent du magma continental. Il a une composition chimique différente et s’écoule beaucoup plus facilement. Ainsi, le magma est moins enclin à obstruer les évents volcaniques sur son ascension, ce qui conduirait à terme à un volcanisme plus explosif.

Comment les scientifiques savent-ils ce qui se passe sous la surface ?

L’activité volcanique est surveillée avec de nombreux instruments différents.

Le GPS est peut-être le plus simple à comprendre. La façon dont les scientifiques utilisent le GPS est différente de celle de la vie quotidienne. Il peut détecter de minuscules mouvements de quelques centimètres. Sur les volcans, tout mouvement ascendant à la surface détecté par le GPS indique que quelque chose pousse par en dessous.

Encore plus sensibles sont inclinomètres, qui sont essentiellement les mêmes que les niveaux à bulle que les gens utilisent pour accrocher des photos sur un mur. Tout changement d’inclinaison sur une pente volcanique indique que le volcan « respire », encore une fois à cause du magma se déplaçant en dessous.

Un outil très important est la surveillance de l’activité sismique.

Les volcans comme celui d’Hawaï sont surveillés par un vaste réseau de sismographes. Tout mouvement de magma en dessous provoquera des tremblements qui seront captés par le sismomètres. Quelques semaines avant l’éruption du Mauna Loa, les scientifiques ont remarqué que les tremblements provenaient de profondeurs toujours plus faibles, indiquant que le magma montait et qu’une éruption pourrait être imminente. Cette permis aux scientifiques d’avertir le public.

D’autres moyens de surveiller l’activité volcanique comprennent l’analyse chimique des gaz sortant à travers les fumerolles – trous ou fissures par lesquels s’échappent les gaz volcaniques. Si la composition change ou si l’activité augmente, c’est une indication assez claire que le volcan change.