Nouvelles

Oct 04, 2023

Les cristaux et les minerais des volcans pourraient conduire à un avenir meilleur

Je me souviens de mon tout premier cours de géologie, à un âge scolaire où je n'avais pas

Je me souviens de mon tout premier cours de géologie, à un âge scolaire où je ne savais même pas ce que signifiait le mot géologie. Le professeur nous a demandé à tous de dessiner un volcan, alors nous avons sorti nos cahiers et dessiné une forme de triangle typique, avec de la lave, le soleil, des arbres, peu importe. Notre professeur a ensuite dessiné la même chose, le triangle, tout en haut du tableau blanc, et a dit : "C'est super, mais attention à ça."

Elle a ensuite commencé à dessiner un vaste labyrinthe de conduits et de chambres magmatiques sous la surface - tout ce qui se passait au plus profond du volcan, montrant comment le magma contrôle le développement des éruptions.

Comprendre ce qui se passe au plus profond d'un volcan est crucial pour comprendre le développement des éruptions à la surface.

J'étais totalement accro. Depuis ce jour, j'ai voulu être volcanologue.

Comprendre ce qui se passe au plus profond d'un volcan est crucial pour comprendre le développement des éruptions à la surface. Bien sûr, nous ne pouvons pas pénétrer à l'intérieur des volcans actifs. Mais nous pouvons utiliser notre science pour enquêter. Nous avons découvert que leur complexité est énorme et la complexité est différente selon le contexte.

Un volcan colombien meurtrier pourrait être sur le point d'entrer en éruption, préviennent les scientifiques

En règle générale, nous trouvons des volcans dans trois régions tectoniques de la Terre. L'un est l'endroit où deux plaques tectoniques se déplacent l'une vers l'autre - c'est ce qu'on appelle un système d'arc. Une autre est l'endroit où deux plaques tectoniques s'écartent l'une de l'autre - c'est une dorsale médio-océanique. Et un autre est au milieu de nulle part géologiquement parlant, et c'est là que nous avons un hotspot, comme Hawaï. L'architecture des systèmes d'alimentation en magma peut être assez différente dans ces différents contextes géologiques.

Nous pouvons même identifier le processus qui a déclenché l'éruption comme un moyen de mieux comprendre l'activité future. De cette façon, nous pouvons préparer de meilleures prévisions.

Le magma qui remonte jusqu'à la surface et génère de la lave est un mélange de liquides, de gaz et de cristaux. Les cristaux sont vraiment cool - ils sont comme de petits héros. Ils poussent dans les entrailles du volcan et enregistrent tout ce qui se passe que nous ne pouvons pas voir. C'est un peu comme les cernes des arbres qui permettent de voir les variations climatiques au fil des âges. Ces cristaux sont minuscules, comme des grains de sel, peut-être la taille d'un pois chiche si vous êtes très chanceux. Mais dans ces cristaux, vous obtenez des couches qui enregistrent ce qui s'est passé dans le système magmatique.

Nous analysons ces cristaux à l'aide d'un microscope et de techniques de laboratoire sophistiquées. De cette façon, nous pouvons voir la séquence des processus qui se sont produits dans le volcan avant l'éruption - et surtout, nous pouvons voir le tout dernier processus, le dernier anneau sur le cristal avant l'éruption.

Nous avons développé une technologie qui utilise des lasers, comme ceux que nous utilisons pour la chirurgie oculaire, pour retirer une fine couche de ces cristaux. Nous transportons ensuite ce matériau vers un instrument qui mesure la composition chimique : un spectromètre de masse. A partir de là, nous pouvons construire une image de la chimie de cette ressource, les cristaux, au fur et à mesure de leur croissance. Nous pouvons même identifier le processus qui a déclenché l'éruption comme un moyen de mieux comprendre l'activité future. De cette façon, nous pouvons préparer de meilleures prévisions.

L'aspect le plus époustouflant pour moi est le son. Je me souviens quand j'ai vu le Stromboli éclater pour la première fois - le son du grondement était tout simplement incroyable.

Ce dernier anneau dans le cristal nous indique que du nouveau magma est entré dans le réservoir magmatique juste avant l'éruption. Ce nouveau magma pourrait être de composition différente, avec une forte teneur en gaz qui a généré suffisamment d'instabilité pour pousser le magma à la surface, un peu comme lorsque vous secouez une bouteille de champagne.

Recevez une mise à jour des histoires scientifiques directement dans votre boîte de réception.

Ensuite, nous voulons savoir à quelle profondeur cela s'est produit. Combien de kilomètres à l'intérieur du volcan était-il? Quels étaient les délais ? Cela nous indique combien de temps nous avons pour réagir si, à l'avenir, nous détectons un mouvement de magma à cette profondeur - à travers des tremblements de terre, par exemple. C'est le scénario idéal, construire notre compréhension de la façon dont le volcan s'est comporté dans le passé afin que nous puissions mieux comprendre son activité future.

Je vais souvent sur les volcans pour prélever des échantillons, généralement lorsqu'ils sont calmes après une éruption. Mais j'ai aussi vu des volcans entrer en éruption. L'aspect le plus époustouflant pour moi est le son. Je me souviens quand j'ai vu le Stromboli éclater pour la première fois - le son du grondement était tout simplement incroyable. Souvent, nous ne l'entendons pas parce que ce n'est pas sûr d'être si près. Cela vous fait réaliser à quel point la Terre est vivante.

Les gens souffrent vraiment quand l'éruption se poursuit. Vous devez donc obtenir les signatures non seulement du début de l'éruption, mais aussi savoir quand elle va se terminer.

Deux grands défis nous attendent. De la même manière que nous utilisons des lasers pour extraire des informations détaillées des cristaux, nous développons également une technologie laser pour comprendre la chimie des liquides qui amènent ces cristaux à la surface.

Les cristaux nous permettent de voir ce qui s'est passé avant une éruption. Mais si nous pouvons comprendre ces liquides, nous pouvons essayer de comprendre quels types de processus prolongent l'activité volcanique - et y mettent fin. Lorsque vous faites face à une éruption dans une zone peuplée ou dotée d'infrastructures, vous voulez savoir quand elle va se terminer. Les gens souffrent vraiment quand l'éruption se poursuit. Vous devez donc obtenir les signatures non seulement du début de l'éruption, mais aussi savoir quand elle va se terminer.

Une éruption massive à Tonga a fait peu de morts en raison d'une "bizarre"

Je m'intéresse également aux implications des volcans pour obtenir les ressources dont nous avons besoin pour notre avenir renouvelable. Pour passer aux énergies renouvelables, nous devons nous approvisionner en beaucoup plus de métaux, comme le cuivre par exemple. Il est très intéressant de noter que dans les environnements où les plaques tectoniques se rapprochent, les volcans sont des usines primaires de cuivre.

Qu'est-ce qui rend un volcan fertile pour le cuivre ? Grâce à nos méthodes analytiques détaillées, nous pouvons mieux reconstituer le voyage du magma vers la surface, et comment ce voyage s'est marié avec la capacité ou non du volcan à accumuler du cuivre.

Comme dit à Graem Simm

Publié à l'origine par Cosmos en tant que cristaux et minerais riches extraits des profondeurs des volcans actifs pourraient ouvrir la voie à un avenir meilleur

Teresa Ubide est professeure associée en pétrologie ignée/volcanologie à l'Université du Queensland et lauréate de la médaille Anton Hales 2023, décernée par l'Académie australienne des sciences pour sa contribution aux sciences de la Terre.