Une façon récemment découverte de surveiller les mouvements du magma sous l’Etna pourrait aider les scientifiques à prévoir le moment où il pourrait entrer en éruption.
L’Etna, situé sur l’île italienne de Sicile, est le plus grand volcan actif d’Europe. Les humains ont documenté son activité au cours des 2 700 dernières années, mais l’histoire éruptive du volcan s’étend sur il y a déjà 500 000 ans.
Cette nouvelle méthode pourrait faciliter la prévision des éruptions de l’Etna. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Institut national italien de géophysique et de volcanologie (INGV) ont analysé un paramètre appelé valeur b, qui décrit le rapport entre les tremblements de terre de faible magnitude et ceux de forte magnitude dans une région de la croûte terrestre. Ce rapport peut changer à mesure que le magma monte à travers la croûte jusqu’au sommet d’un volcan, ont rapporté les chercheurs dans une étude publiée le 8 octobre dans la revue Avancées scientifiques.
« Les changements dans la valeur b au fil du temps reflètent l’évolution des contraintes à l’intérieur du volcan », auteur principal de l’étude. Marco Firetto Carlinogéophysicien à l’Observatoire de l’Etna de l’INGV, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « Étant donné que l’ascension du magma induit des changements de contrainte au sein de la croûte, le suivi de la valeur b peut aider à révéler différentes étapes du transfert du magma de la profondeur à la surface. »
La valeur b est un paramètre établi en volcanologie, mais les chercheurs l’ont examinée d’une manière nouvelle, avec un modèle statistique mis à jour. En compilant 20 ans de données sur les tremblements de terre de l’Etna, ils ont découvert une corrélation « très forte » entre la valeur b et l’activité volcanique de l’Etna, a déclaré Firetto Carlino.
L’Etna se situe dans la zone de collision entre les plaques tectoniques africaine et européenne. En conséquence, une fracture verticale dans la croûte terrestre, connue sous le nom de faille de décrochement, est à l’origine de la volcanfacilitant ainsi la remontée du magma à la surface, selon l’étude.
La croûte sous l’Etna a jusqu’à 30 km d’épaisseur. Le magma monte à travers ce volume avant une éruption, mais au lieu de reconstituer une seule chambre magmatique, la roche en fusion alimente une série de zones de stockage interconnectées qui sont noyées dans la croûte à différentes profondeurs.
La zone de stockage de magma la plus profonde se trouve à 11 km sous le niveau de la mer, a expliqué Firetto Carlino, et elle alimente un système de stockage intermédiaire avec différentes zones s’étendant probablement sur 2 à 4 miles (3 à 7 km) de profondeur. À mesure que le magma monte, il traverse un réseau complexe de fractures et atteint finalement la dernière zone de stockage, située au-dessus du niveau de la mer, à l’intérieur de l’édifice volcanique.
Les chercheurs disposaient d’une multitude de données avec lesquelles travailler et extraire les valeurs b, en raison de l’activité fréquente de l’Etna. Ils ont analysé les modèles sismiques dans les 19 miles de croûte sous le volcan de 2005 à 2024, en accordant une attention particulière à la façon dont ces modèles variaient entre les régions de la croûte.
Généralement, les régions de la croûte terrestre comportant des zones de stockage de magma actives affichent des valeurs b plus élevées que les régions plus stables, car les zones actives connaissent des valeurs plus petites. tremblements de terre que les plus gros.
« Cela se produit parce que les roches affectées par le magma en mouvement deviennent faibles et fortement fracturées », a expliqué Firetto Carlino. « Par exemple, lorsque le magma à l’intérieur d’un stockage libère des substances volatiles, celles-ci imprègnent les roches environnantes, ce qui facilite le glissement des petites fractures. »
À l’inverse, les régions de la croûte terrestre qui sont plus stables subissent généralement plus de tremblements de terre importants que les plus petites, car il faut plus de force pour briser la roche. « Les roches dotées de bonnes propriétés mécaniques peuvent stocker des contraintes pendant de plus longues périodes », a déclaré Firetto Carlino. « Quand ils finissent par se briser, ils produisent des tremblements de terre plus importants, correspondant à des valeurs b inférieures. »
Ainsi, en suivant la valeur b au fil du temps, il pourrait être possible pour les chercheurs de suivre le mouvement du magma à travers la croûte profonde jusqu’à la première zone de stockage, de là jusqu’au système de stockage intermédiaire, et de nouveau jusqu’à la zone de stockage peu profonde. Cette méthode pourrait aider les experts à estimer les moments des éruptions de l’Etna.
« La surveillance de la valeur b offre un moyen puissant de suivre le mouvement du magma dans la croûte et d’évaluer l’état d’évolution du volcan avant les éruptions », a déclaré Firetto Carlino.
L’Etna constituait un bon test pour l’étude en raison de ses zones de stockage de magma en couches et de son énorme catalogue sismique, mais les résultats pourraient également s’appliquer ailleurs.
« En principe, la valeur b pourrait également être utilisée pour suivre les mouvements du magma dans d’autres zones volcaniques, à condition qu’un nombre suffisant de tremblements de terre soit disponible et que leurs emplacements soient répartis sur différents secteurs de la croûte terrestre, bien limités par les études géologiques antérieures », a déclaré Firetto Carlino.
