Un subtil point de basculement chimique régit le style d'éruption des magmas rhyolitiques

Lundi, 18 décembre 2017

Une équipe de chercheurs de l’Université de Bristol, de l’Université de Munich et de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP / CNRS / Université Paris Diderot / Université La Réunion) vient de révéler que des changements se produisant à une échelle nanoscopique dans un magma rhyolitique peuvent provoquer des modifications catastrophiques dans la dynamique des éruptions volcaniques qui peuvent alterner entre des éruptions effusives et explosives.

Certaines des grandes catastrophiques climatiques résultent du changement de style éruptif de volcans rhyolitiques, dont les éruptions pouvant en effet alterner entre éruption effusive et éruption explosive.
Trois facteurs clés peuvent, en s’additionnant, modifier la structure et la viscosité d’un magma rhyolitique et provoquer ainsi des changements de dynamisme éruptive :

  • une augmentation du rapport, RK=K/(Na+K) provoque une augmentation de la viscosité de plusieurs ordre de grandeur ;
  • l’indice rhéologique agpaitique, RAI=(Na2O+K2O+MgO+CaO+FeO)/(Al2O3+Fe2O3) pour lequel des valeurs inférieures à 1 se corrèlent avec de forte viscosité,
  • la présence de nanolite d’oxyde de fer, qui vont également augmenter la viscosité.

En observant comment les rapports RAI et RK varient sur des dizaines d’éruptions volcaniques effusives et explosives, une équipe de chercheurs de l’Université de Bristol, de l’Université de Munich et de l’IPGP a montré que les éruptions les plus explosives s’observaient pour des RAI inférieur à 1 et de RK supérieur à 0,5.


Transition entre éruption effusive et explosive, vu par les diagramme RAI versus Rk.

Ces résultats montrent que les changements infimes de composition chimique d’un magma rhyolitique jouent au premier ordre sur sa viscosité, contrairement à la teneur en eau ou à la présence de cristaux. De tels changements, qui surviennent à une nano-échelle, sont donc susceptibles de provoquer des changements importants dans les dynamismes éruptifs des volcans rhyolitiques.

Source(s): 

A compositional tipping point governing mobilization and eruption style of rhyolitic magma. D. Di Genova, S. Kolzenburg, S. Wiesmaier, E. Dallanave, D. R. Neuville, K. U. Hess & D. B. Dingwell. Nature 552, 235–238 (14 December 2017). doi:10.1038/nature24488

Contact(s):
  • Daniel R. Neuville, IPGP
    neuville [at] ipgp [dot] fr, 01 83 95 74 61

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