Une récente étude a révélé la présence d’un « tappo » de magma et d’eau supercritique à 3,8 kilomètres sous le parc de Yellowstone. Cette découverte a des implications importantes quant à la gestion des risques d’éruption d’un supervulcain parmi les plus dangereux au monde.
Grâce à un camion équipé de vibroseis, des scientifiques ont identifié un bouchon de magma, d’eau supercritique et d’autres substances volatiles à 3,8 kilomètres sous le Parc National de Yellowstone, abritant l’un des supervulcains les plus menaçants au monde. Une éruption pourrait provoquer une extinction massive sur notre planète.
Sous l’ancien Parc National de Yellowstone, aux États-Unis, les chercheurs ont découvert une accumulation de magma, d’eau supercritique et d’autres sous-tances volatiles à une profondeur de 3,8 kilomètres. Ce bouchon réagit en contenir la pression et le chaleur en émettant fluides à travers des roches poreuses, alimentant les geysers et les piscines de boue bouillante qui caractérisent ce parc fascinant. Cette découverte est d’une grande importance, car elle éclaire la localisation exacte du magma le plus proche à la surface du supervulcain de Yellowstone et fournit des indices cruciaux sur les risques d’éruption.
Yellowstone est considéré comme l’un des supervulcains les plus dangereux sur la planète, au même titre que celui des Campi Flegrei en Italie. Une éventuelle éruption pourrait entraîner des conséquences catastrophiques à l’échelle planétaire, en libérant une vaste quantité de matériaux dans l’atmosphère. On pense que deux des grandes extinctions de masse survenues au cours des 500 millions d’années passées – celle du Permien-Triassique il y a 252 millions d’années et celle du Triassique-Jurassique il y a 200 millions d’années – ont été causées par l’éruption de supervulcains.
Ces événements peuvent relâcher tant de cendres et de gaz qu’ils peuvent provoquer un “hiver volcanique”, capable d’obscurcir le Soleil pendant des années, entraînant la mort des organismes végétaux et, par la suite, celle des animaux. Un changement climatiques soudains et extrêmes, avec un baisse brutale des températures, peut également altérer gravement les écosystèmes, tout comme l’empoisonnement de l’atmosphère par les gaz émis. Il n’est donc pas surprenant que ces géants endormis soient sous surveillance constante par les géologues.
Jusqu’à présent, on pensait que le magma de surface du Yellowstone se situait entre 3 et 8 kilomètres de profondeur ; grâce à cette étude récente, nous savons désormais qu’il se trouve à 3,8 kilomètres, et qu’il constitue ce bouchon. Selon les scientifiques, sa présence contribue à maintenir la stabilité du système et réduit les risques d’éruption volcanique imminente. Cette découverte a été réalisée par une équipe de recherche américaine dirigée par des scientifiques de la Rice University, en collaboration avec d’autres institutions, telles que le département de Géologie et Géophysique de l’Université de l’Utah, le département des Sciences de la Terre et des Planètes de l’Université du Nouveau-Mexique et le département des Systèmes Terrestres Durables de l’Université du Texas à Dallas.
Les chercheurs, dirigés par le professeur Chenglong Duan, de l’Université de Houston, ont identifié cette capsule unique grâce à un “vibroseis truck”, un camion de plus de 23 000 kg doté d’un énorme dispositif – un “secoueur sismique” – capable de générer des mini-tremblements de terre. En analysant les ondes sismiques générées par ces séismes artificiels, les chercheurs peuvent déterminer ce qui se trouve dans les couches sous-jacentes. L’analyse des ondes de réflexion à l’aide de modèles informatiques avancés a permis au professeur Duan et à ses collègues de détecter ce bouchon sous le parc de Yellowstone. Le processus n’était pas facile en raison des signaux perturbés, mais après plusieurs simulations, les chercheurs ont réussi à obtenir les résultats les plus pertinents.
Le camion de vibroseis au travail dans le parc de Yellowstone. Crédit : Jamie Farrell / Université de l’Utah.
Comme mentionné, le bouchon sous le Parc National de Yellowstone est composé d’une gamme de composés, principalement de roches silicatiques fondues (magma) et d’eau supercritique. Cette dernière fait référence à un état particulier qui se produit lorsque l’état critique est dépassé, à 374 °C et une pression de 218 atmosphères. Dans cet état, l’eau présente des caractéristiques intermédiaires entre un liquide et un gaz, en termes de densité, de viscosité, et ainsi de suite. Les composants de cette capsule se retrouvent dans une matrice de roche poreuse qui permet le passage des fluides vers la surface, agissant comme une valve de décharge régulant la chaleur et la pression.
L’aspect le plus marquant de cette découverte est que l’environnement observé par les scientifiques est stable, rendant une éruption imminente peu probable, du moins dans les zones de la caldeira analysées avec le camion. “Bien que nous ayons détecté un niveau riche en substances volatiles, le contenu en bulles et en matière fondue est inférieur aux niveaux souvent associés à une éruption imminente”, a déclaré Brandon Schmand, co-auteur de l’étude, dans un communiqué. “Il apparaît que le système expulse efficacement des gaz à travers des fissures et des canaux entre les cristaux minéraux, ce qui semble logique vu les riches caractéristiques hydrothermales de Yellowstone libérant des gaz magmatiques”, a ajouté l’expert. Les chercheurs désignent ce système de “respiration constante”, permettant actuellement à chaleur et pression de s’échapper sans déclencher une éruption explosive.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de l’Observatoire volcanique hawaïen chez le U.S. Geological Survey a déterminé que le magma sous l’immense caldera de Yellowstone se déplace et s’accumule sous une région nord-est, un endroit où une éruption pourrait survenir. Il est désormais connu que ce bouchon protège, et que ses variations de composition pourraient, à l’avenir, signaler une éventuelle éruption. Les détails de cette étude “A sharp volatile-rich cap to the Yellowstone magmatic system” ont été publiés dans la revue scientifique Nature.