Volcan Mato Ouest en éruption en 2009. Crédit d’image: la National Oceanic and Atmospheric Administration
La grande majorité du volcanisme terrestre se produit sous l’eau dans les océans profonds. Cependant, les volcans sous-marins ont longtemps été considérés comme moins remarquables que ceux à terre. Alors que les volcans terrestres produisent souvent des éruptions spectaculaires, dispersant les cendres volcaniques dans l’environnement, on pensait que les éruptions marines profondes ne produisaient que des coulées de lave lentes et n’avaient donc que peu de conséquences en dehors de l’intrigue académique.
C’est–à-dire jusqu’à ce qu’une équipe de chercheurs de l’Université de Leeds détermine que ces éruptions volcaniques sous-marines, se produisant au plus profond de l’océan, libèrent de grandes quantités d’énergie puissante (~ 1016 – 1017 J) à un rythme suffisamment élevé pour alimenter l’ensemble des États-Unis.
Les données, recueillies par des véhicules de haute mer télécommandés déployés dans le Pacifique Nord-Est, ont révélé un lien entre la façon dont les cendres sont dispersées lors des éruptions sous-marines et la création de grandes et puissantes colonnes d’eau chauffée s’élevant du fond de l’océan, appelées mégaplumes.
« La majorité de l’activité volcanique de la Terre se produit sous l’eau, principalement à des profondeurs de plusieurs kilomètres dans l’océan profond, mais, contrairement aux volcans terrestres, même détecter qu’une éruption s’est produite sur le fond marin est extrêmement difficile », a déclaré David Ferguson, l’un des auteurs de l’étude. « Par conséquent, les scientifiques ont encore beaucoup à apprendre sur le volcanisme sous-marin et ses effets sur le milieu marin. »
Malgré le lien apparent avec le volcanisme actif, le mécanisme par lequel les mégaplumes se forment reste inconnu et la compréhension de ce processus est difficile car il existe peu d’observations d’éruptions marines profondes actives, selon les auteurs.
Une fois formés, les mégaplumes agissent de la même manière que les panaches volcaniques sur terre, transportant de l’eau chaude et riche en produits chimiques et des cendres volcaniques vers l’extérieur du volcan. En utilisant un modèle mathématique nouvellement développé, les deux chercheurs ont utilisé des modèles historiques de cendres d’éruption sous-marine pour reconstruire la dynamique de la façon dont les mégaplumes auraient été expulsés et se seraient propagés au fond de l’océan environnant. À partir de cela, ils ont ensuite pu calculer le taux d’énergie nécessaire pour transporter les cendres aux distances observées, ce qui s’est avéré assez dramatique: leurs calculs indiquent que le volume d’eau nécessaire pour générer ces énormes panaches devrait être équivalent à quarante millions de piscines olympiques.
Ces résultats indiquent que l’énergie nécessaire pour générer ces mégaplumes est extrêmement élevée et rapide, et n’aurait pas pu être fournie par la lave en éruption seule. Au lieu de cela, la recherche conclut que les éruptions volcaniques sous-marines conduisent à la vidange rapide des réservoirs de fluides chauds dans la croûte terrestre. Comme le magma force son chemin vers le fond marin, il entraîne ce fluide chaud avec lui.
Les prochaines étapes consisteront à recueillir des données du monde réel pour étayer cette théorie. « Observer une éruption sous-marine en personne reste extrêmement difficile, mais le développement d’instruments basés sur le fond marin signifie que les données peuvent être diffusées en direct au fur et à mesure de l’activité », a déclaré Ferguson. « Des efforts comme ceux-ci, de concert avec la poursuite de la cartographie et de l’échantillonnage des fonds océaniques, signifient que le caractère volcanique de nos océans se révèle lentement. »
Avec la demande toujours croissante de passer à des sources d’énergie plus durables, des solutions créatives comme celle—ci pourraient être la voie à suivre, bien que la manière dont cette puissance pourrait être capturée et convertie en énergie significative reste un défi pour les études futures – mais si nous avons appris quelque chose au cours de la dernière année, c’est de ne pas sous-estimer les capacités d’innovation des scientifiques.