Une nouvelle étude a révélé la structure interne et l’évolution du supervolcan des Campi Flegrei, grâce à laquelle des accumulations de fluides et de magma ont été identifiées à quelques kilomètres de la surface. Netcost-security.fr a interviewé l’un des auteurs pour comprendre l’impact des résultats et quels sont les risques d’éruption à la lumière de la crise bradysismique en cours.
Interview de Claudio Chiarabba
Directeur du département des tremblements de terre de l’Institut national de géophysique et de volcanologie (INGV)
Le 14 mai 2024, les chercheurs de l’Institut national de Géologie et Vulcanologie (INGV) et de l’Université Milano Bicocca ont publié une nouvelle étude consacrée à la structure interne du supervolcan des Campi Flegrei, caractérisé par une gigantesque caldeira avec un diamètre global de plus d’une douzaine de kilomètres. Les chercheurs, grâce à une technique de tomographie sismique innovante, ont obtenu des détails sans précédent sur cette structure, mettant en évidence par exemple l’accumulation spécifique de fluides et de magma à quelques kilomètres de profondeur de la surface.
Il est important de souligner que l’étude est basée sur des données collectées jusqu’en 2022, mais actuellement un processus bradysismique significatif est en cours, qui en seulement trois semaines a entraîné un soulèvement du sol de 2,5 centimètres (par communiqué à la moyenne mensuelle d’1 centimètre), en plus de multiples séismes, avec des centaines de tremblements de terre enregistrés en une seule semaine. Pour mieux comprendre les résultats de la nouvelle étude, comment la situation aurait pu évoluer à la lumière de la crise en cours et quels sont les risques d’éruption, Netcost-security.fr a interviewé le Dr Claudio Chiarabba, directeur du département des tremblements de terre de l’INGV et co-auteur du nouvel article « Suivi des changements transitoires dans le système de plomberie de la caldeira des Campi Flegrei » publié sur Earth and Planetary Science Letters. Voici ce qu’il nous a dit.
Dr Claudio Chiarabba, directeur du Département des tremblements de terre de l’INGV
Dr Chiarabba, grâce à votre étude innovante, basée également sur une approche probabiliste, la structure interne du supervolcan des Campi Flegrei est apparue avec un niveau de détail sans précédent. Comment avez-vous fait et quels ont été les résultats les plus significatifs de ce travail?
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Il y a une partie non linéaire dans laquelle les paramètres élastiques sont définis et comment ils varient non seulement dans l’espace – qui est la tomographie classique – mais aussi dans le temps. Donc en 4D. Et puis de cette reconstruction du sous-sol en quatre dimensions, nous avons obtenu des « photographies » prises à certains moments, à des moments particuliers de la vie du volcan. Par exemple, lors de la période de krach des années 1980, ou des périodes d’activité les plus intenses et les plus récentes, jusqu’en 2022. Nous avons obtenu des images qui représentent ces paramètres dans ces périodes. Nous avons observé une variation de ces paramètres, que nous interprétons comme une contribution différente de fluides magmatiques à différentes profondeurs. Il y a donc un aspect méthodologique d’une part, et d’autre part, c’est la première fois que nous le testons sur un volcan en Italie, mais je dirais aussi dans le monde. Nous avons reconstruit certains épisodes de présence et de remontée de corps magmatiques dans les profondeurs entre 6 et 3,5 kilomètres. C’est également une nouveauté, car ces magmas qui migreraient dans cette zone sous la surface n’avaient jamais été observés auparavant, où le soulèvement se produit ensuite.
À ce sujet, votre étude parle de l’accumulation de fluides de dégazage à 2,5 – 3,5 kilomètres de profondeur et de magma proprement dit à 5 kilomètres, que pouvez-vous nous dire à ce sujet?
Au départ, nous avons trouvé du magma à 5 kilomètres, mais ces dernières années, après 2019 et jusqu’en 2022, il s’est également positionné plus superficiellement. Autour de 3 kilomètres et demi. Bien sûr, pas le magma comme un chaudron de lave bouillante, mais comme une infiltration d’une certaine quantité de magma à l’intérieur d’un volume qui reste solide.
Donc nous ne parlons pas du véritable réservoir, qui se trouve plus bas, à 5 km?
Exact, c’est là qu’il y a une zone plus grande contenant le plus grand volume de fluides.
Campi Flegrei. Crédit: INGV
Que nous dit cette évolution que vous avez observée au fil du temps sur le risque d’éruption?
Évidemment, ces observations que nous avons faites sont basées sur des données jusqu’en 2022, donc nous ne savons pas ce qui s’est passé au cours de la dernière année et demie. Nous y travaillons, mais ce n’est pas encore défini. Ce que nous avons reconstruit, c’est que cette contribution de fluides magmatiques s’est intensifiée en 2019. Donc, fondamentalement, il y a quatre ans. Ces épisodes de soulèvement et de sismicité à l’intérieur des caldeiras – comme nous les appelons, des supervolcans composés de centres dispersés sur le territoire et non d’un seul cône comme le Vésuve – sont générés par l’injection de magma dans la croûte supérieure. Cependant, dans la plupart des cas, le magma reste en profondeur. Le fait qu’il remonte davantage est une condition ultérieure, mais pas nécessaire. Le magma se stabilise et peut rester là et commencer à se refroidir et à se dégazer.
Le Dr Francesca Bianco, directrice du Département des Volcans de l’INGV, a récemment déclaré qu’il n’y avait pas de signes d’éruption imminente. À quelle profondeur le magma pourrait-il remonter en surface par communiqué aux résultats de votre étude, à la lumière de la séquence d’événements la plus récente?
Je pense que nous sommes toujours autour de ces profondeurs. Nous envisageons qu’il pourrait se déplacer un peu latéralement, qu’à partir de 5 kilomètres d’autres fluides pourraient remonter, mais nous sommes plus ou moins toujours autour de 3,5 kilomètres. Bien sûr, plus les magmas se rapprochent de la surface, plus les symptômes deviennent visibles. Nous parlons de soulèvements plus prononcés et localisés, de sismicité beaucoup plus concentrée. Ce sont tous des symptômes liés aux protocoles de sécurité.
Par exemple, on a annoncé que le soulèvement du sol a été de 2,5 centimètres le dernier mois, contre une moyenne d’1 centimètre.
Oui, exactement. Il convient également de noter que tandis que nous mettons à jour ce modèle jusqu’à fin 2023, en substance, le porter jusqu’à hier est un peu plus compliqué. Comme nous utilisons des séismes pour générer ces modèles, bien sûr, à mesure qu’ils se produisent, ils nous permettent de définir les modèles. Mais c’est toujours un calcul compliqué, donc nous ne pouvons le faire en temps réel. C’est l’espoir pour l’avenir.
La caldeira des Campi Flegrei. Crédit: INGV
À quel point le magma qui se rapproche de la surface est-il dangereux? Est-il possible de prédire d’une manière ou d’une autre le point où la lave pourrait jaillir en cas d’éruption? On pense au récent cas du volcan en Islande, où ils avaient prévu l’éruption près du centre habité de Grindavik, où elle s’est effectivement produite.
Les prévisions liées à la possibilité d’une véritable sortie doivent être basées sur des symptômes que nous ne voyons pas actuellement. S’il y avait des soulèvements concentrés dans une zone par communiqué à une autre, ou une déformation sismique, des séismes de plus en plus superficiels pour témoigner de la remontée du magma, alors nous pourrions mieux localiser une source potentielle. Cela s’est produit lors de la dernière éruption du Monte Nuovo à l’époque historique. Il y a eu des phénomènes superficiels très concentrés dans certaines zones. C’est un peu notre référence. Mais aujourd’hui, nous sommes encore dans des dynamiques classiques de quelque chose qui se passe dans des réservoirs profonds.
En ce qui concerne l’activité sismique, la population continue de ressentir des séries de tremblements de terre. Il y en a eu environ 200 la semaine dernière. Pensez-vous que des événements sismiques plus importants pourraient se produire dans la région? Comment les flux magmatiques sont-ils influencés par les secousses sismiques?
Ce sont des questions très complexes. En termes de magnitude des tremblements de terre, ce que nous avons enregistré instrumentalement au cours des dernières décennies est essentiellement similaire à celle des secousses les plus fortes qui se sont produites maintenant. Il est clair que s’ils étaient de 4,2 ou 4,3 au lieu de 3,9 ou 4, en termes de dimensions des structures qui bougent, il n’y aurait pas de différence significative. Si nous observions des événements plus forts – qui sont généralement aussi légèrement plus profonds, c’est assez courant et normal -, très superficiels et plus forts que cette magnitude, alors nous pourrions envisager quelque chose de différent. Pour l’instant, nous nous basons sur cette situation.
Ces tremblements de terre peuvent-ils avoir un impact sur la remontée du magma? Peuvent-ils augmenter les risques?
Oui, mais je tendrais à penser que c’est plutôt le contraire. En ce sens que ce sont les mouvements du magma qui génèrent des contraintes. La zone où se trouve le magma est probablement plus ductile, donc elle ne génère pas nécessairement de sismicité, mais seulement du soulèvement et de la déformation. Aux marges de cette zone déformée, la genèse des tremblements de terre, je la verrais comme un effet de cette déformation générale et de la remontée, plutôt que comme une éventuelle cause.
En ce qui concerne le bradysisme, le centre historique de Pozzuoli s’est élevé de 25 centimètres depuis 2023, dont 7 rien que l’année dernière. Donc c’est assez important. Y a-t-il un niveau que vous considérez comme alarmant? Attendez-vous à des soulèvements possibles de plusieurs mètres comme lors des crises bradysismiques précédentes des années 70 – 80?
Ce sont des références. Nous nous référons à ces soulèvements que nous avons déjà vus par le passé, du moins tant que ces soulèvements sont liés à une source un peu plus profonde, dans le style que nous observons aujourd’hui. Mais si nous observions des soulèvements beaucoup plus marqués que ceux dans certaines zones, ils pourraient déjà faire partie des symptômes dont nous parlions plus tôt.
Y a-t-il un moment où vous pouvez dire: « D’accord, maintenant il y a un risque d’éruption effective »? Quels sont les paramètres qui déclencheraient l’alerte?
Il s’agit de ces variations du niveau de soulèvement, de la sismicité, de la variation d’autres paramètres géochimiques. Ils font partie de protocoles liés à des scénarios de référence définis antérieurement avec la Protection Civile. En se référant à ces scénarios, on s’attend à observer certaines choses. Il y a donc une matrice qui, une fois qu’une valeur est dépassée, entraîne un changement dans les niveaux d’attention. Cependant, cela fait référence à un scénario qui est un événement probable. Il s’agit d’un ensemble d’événements possibles.
Pour l’instant, cependant, on peut être tranquilles, car la Commission des Grands Risques maintient l’alerte jaune, après la dernière analyse des données. Il n’y a pas de nouveaux développements et on n’est pas passés à l’orange.
Oui, ils s’en chargent directement.
Quand pensez-vous publier les résultats mis à jour de votre étude, en intégrant le modèle avec les données les plus récentes des Campi Flegrei?
Nous y travaillons. Le travail est presque terminé jusque fin 2023.