Qu'est-ce qui alimente vraiment les éruptions volcaniques spectaculaires de l'Islande?

La plus récente éruption volcanique de l'Islande sur la péninsule de Reykjanes, destinée à durer des siècles, a débuté avec un vaste amoncellement de magma juste sous la surface. C'est ce que révèle une nouvelle étude publiée dans le journal Nature menée par une équipe internationale de chercheurs des États-Unis, de Suède et d'Islande.

De nouvelles découvertes suggèrent que l'éruption de 2021 sur la péninsule de Reykjanes en Islande impliquait un magma formé à partir de la croûte terrestre plutôt que directement du manteau, renversant des hypothèses antérieures. Les analyses géochimiques indiquent une source crustale pour la lave, avec des comportements de magma similaires observés dans d'autres éruptions mondiales récentes.

Initialement, on pensait que les laves récentes sur la péninsule de Reykjanes avaient été éruptées directement à partir du manteau, mais des preuves géochimiques montrent que le magma provient de la fusion souterraine de la croûte terrestre à la suite des 'Feux du Fagradalsfjall' qui ont commencé en 2021. Cela a été découvert par des chercheurs au sein d'une équipe internationale de l'Institution de l'océanographie Scripps de l'Université de Californie à San Diego, du Département des sciences de la Terre de l'Université d'Uppsala et de l'Université d'Islande à Reykjavik.

Éruption de lave provenant d'un amoncellement de lave épais près de l'évent de Sundhnúkur en avril 2024. Crédit : Valentin Troll

L'échantillonnage des laves éruptées à intervalles réguliers a permis une analyse détaillée en séries temporelles des signaux géochimiques. Cela montre que le début de l'éruption a été alimenté par un magma ayant séjourné dans la croûte pendant un certain temps, contrairement à l'hypothèse initiale selon laquelle le magma montait directement du manteau. Les résultats ont été publiés par l'équipe de recherche internationale le 31 juillet dans le journal Nature.

L'équipe de recherche étudie les laves basaltiques d'autres éruptions volcaniques récentes en plus de celles d'Islande. Cela comprend l'éruption de 2021 du volcan Tajogaite sur l'île de La Palma dans les îles Canaries et l'éruption de 2022 du Mauna Loa à Hawaï. Ils ont découvert un amoncellement similaire de magma sous La Palma.

“L'échantillonnage systématique des laves et l'analyse ultérieure des changements de composition en laboratoire, aident à décrypter ce qui alimente le volcan en profondeur,” a déclaré l'auteur principal James Day, professeur en géosciences à l'Institution de l'océanographie Scripps. “C'est un peu comme prendre des mesures régulières du sang de quelqu'un. Dans ce cas, le ‘sang’ du volcan est constitué par les laves fondues qui en émanent de façon si spectaculaire,” ajoute-t-il.

Valentin Troll, Professeur de Pétrologie à l'Université d'Uppsala. Crédit : Mikael Wallerstedt

Plus précisément, des études antérieures avaient suggéré que les Feux du Fagradalsfjall avaient éclaté en surface sans interaction avec la croûte. L'équipe a utilisé la composition isotopique de l'élément osmium pour comprendre ce qui se passait sous le volcan. La Terre peut être divisée en une série de couches. La portion la plus profonde est le noyau métallique. Les couches les plus superficielles sont l'atmosphère, l'océan et la croûte rocheuse.

Tous les êtres humains vivent sur la croûte, qui est dominée par des types de roches tels que le granite ou le basalte comme celui que l'on trouve dans les laves d'Islande. Entre le noyau et la croûte se trouve le vaste manteau terrestre. C'est dans cette couche mantellique que la fusion se produit pour produire les magmas alimentant les volcans comme ceux d'Islande. L'osmium est un métal très précieux, tout comme le platine ou le palladium. Ce qui est remarquable à propos de l'osmium, c'est qu'un de ses isotopes est produit par la désintégration radiogénique d'un autre métal précieux, le rhénium. Comme les éléments se comportent différemment pendant la fusion, l'un des éléments, le rhénium, est enrichi dans la croûte terrestre, alors que l'autre ne l'est pas.

L'équipe a pu montrer que les laves de 2021 étaient contaminées par la croûte, tandis que les laves de 2022 ne l'étaient pas. Ils concluent que les premières laves ont dû s'amasser dans la croûte avant l'éruption, tandis que les éruptions ultérieures ont utilisé des voies préexistantes pour atteindre la surface.

“Il semble que les ‘feux’ en Islande vont durer encore un certain temps, voire des années,” a déclaré Valentin Troll, professeur au Département des sciences de la Terre de l'Université d'Uppsala et co-auteur de l'étude, ainsi que premier auteur d'une étude récente dans Terra Nova, qui a étudié le système de plomberie magmatique dans la zone volcanique de Reykjanes.

Les éruptions sur la péninsule de Reykjanes devraient maintenant se poursuivre, et bien que cela soit dévastateur pour les habitants de la ville évacuée de Grindavik, ces événements fourniront un trésor d'informations scientifiques importantes sur la manière dont les champs de lave se forment et comment le magma migre de l'intérieur de la Terre vers la surface.

Pour plus d'informations sur cette recherche, voir Les Feux du Fagradalsfjall en Islande : Analyse Géochimique Révèle des Pools de Magma Cachés.

Référence : “Assimilation profonde dans la croûte pendant les Feux du Fagradalsfjall de 2021, en Islande” par James M. D. Day, Savannah Kelly, Valentin R. Troll, William M. Moreland, Geoffrey W. Cook et Thor Thordarson, 31 juillet 2024, Nature. DOI : 10.1038/s41586-024-07750-0