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Identifié le « cœur battant » de l’Etna à partir de l’étude des fontaines de lave de 2015

Un système d’alimentation avec deux réservoirs magmatiques, placés à des profondeurs différentes, identifié comme le mécanisme à la base des fontaines de lave qui ont affecté l’Etna en 2015

Rome, 21 mai 2021 – Un fonctionnement similaire à celui d’un cœur battant, avec un réservoir magmatique plus profond qui alimente en permanence un réservoir plus superficiel, où les gaz se pressurisent donnant lieu à l’éclatement des fontaines de lave : c’est le résultat du modèle développé pour l’Etna par une équipe de chercheurs de l’Institut national de géophysique et de volcanologie (INGV), vient de paraître dans la revue scientifique Sciences appliquées.

L’étude, intitulée « Combining high and low-rate geodetic data analysis for dévoileing rapid magma transfer feeding a sequence of violent Summit paroxysms at Etna in late 2015 », s’est concentrée sur une série de quatre fontaines de lave impliquant le cratère Voragine de la Sicile. volcan en décembre 2015.

Les scientifiques ont analysé les déformations du volcan pour retracer les sources magmatiques des séquences d’éruptions violentes, comprendre leur dynamique et définir le système électrique de l’Etna capable de produire une accumulation aussi rapide et une libération violente de magma.

« Notre analyse des données de déformation du sol, obtenues à l’aide de données d’inclinaison à haute fréquence et de données GNSS (Global Navigation Satellite System) et d’images satellitaires DInSAR (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar), a couvert une période de 12 jours comprenant l’intégralité de la séquence éruptive en décembre 2015 – explique Alessandro Bonforte, chercheur à l’INGV et premier auteur de l’article – Ces mesures nous ont permis de définir les interactions complexes entre les différentes zones de stockage dans lesquelles le magma éclaté avec les paroxysmes était temporairement stocké ».

L’étude a permis de définir la dynamique et les taux de transfert du magma d’une chambre magmatique profonde vers une chambre plus superficielle. Là, le magma, riche en gaz, se dépose temporairement, faisant monter la pression.

« La source de pressurisation profonde alimente en magma riche en gaz un réservoir plus ‘superficiel’ situé à une profondeur d’environ 1,5/2 km – explique Bonforte – Lorsque la pression du gaz dépasse la pression de confinement de la roche, l’éruption se produit sous la forme violente de paroxysme. Ce mécanisme combiné de deux niveaux de « stockage » de magma à différentes profondeurs représente donc le « moteur » possible de séquences d’événements aussi rapides et violentes ».

Ces paroxysmes drainent non seulement la matière magmatique accumulée dans le réservoir le plus superficiel, mais aussi une partie de ce qui est stationné dans le reste du système d’alimentation du volcan, avec un taux d’éruption de plus de 300 mètres cubes par seconde. A l’inverse, lorsque la pression du gaz diminue, le paroxysme s’arrête, disons que la valve se ferme, et le réservoir plus profond (situé à environ 6 km de profondeur) recommence à recharger le superficiel, ainsi que le flux sanguin dans le cœur qu’il est pompé de l’oreillette vers le ventricule puis du ventricule vers l’extérieur du cœur.

« Le modèle que nous proposons suggère donc un mécanisme similaire à celui d’un cœur battant, dans lequel un réservoir de profondeur moyenne, à environ 6 km, charge un réservoir plus superficiel, à environ 2 km ; ce réservoir est situé à une profondeur qui permet au gaz de se séparer du reste de la fonte, augmentant ainsi la pression, un peu comme lorsque vous voyez des bulles se former dans une bouteille de boisson gazeuse. Tout est silencieux jusqu’à ce que la pression exercée par le gaz présent à l’intérieur du magma ne soit pas trop élevée, essentiellement la vanne s’ouvre et le paroxysme se produit, qui draine le magma de la source la plus superficielle et du reste du système, qui est continu. Une fois la surpression relâchée, la vanne se ferme et le cycle recommence, le magma commençant à passer du réservoir profond au réservoir superficiel. Ce mécanisme pourrait représenter un modèle conceptuel valable pour des événements de nature similaire sur l’Etna et d’autres volcans dans le monde », conclut Bonforte.

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