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Une épaisse couche de magma alimente le Vésuve et peut renfermer des informations concernant les éruptions, déclarent les chercheurs de la revue Science

Des données sismiques suggèrent la présence d'un réservoir carré de magma de quelque 400 kilomètres situé à 8 kilomètres en dessous du volcan italien le Vésuve, indique un rapport rédigé par des chercheurs italiens et français dans la publication du 16 novembre de la revue internationale Science.

Déterminer où se situe ce réservoir n'aidera pas les chercheurs à prédire de façon précise quand la prochaine éruption du Vésuve aura lieu, déclare l'auteur de Science, Paolo Gasparini de l'Università di Napoli Federic II à Naples.

Cependant, cette découverte désigne une zone en dessous du volcan à surveiller pour essayer d'obtenir des indices sismiques, tels que de petits tremblements de terre, pouvant signaler une éruption imminente, soulignent les auteurs de l'étude de Science.

"Ces informations révèlent également qu'il existe un énorme volume de magma disponible sous le Vésuve", indique Gasparini. "Il est tout à fait rare de découvrir un réservoir de cette taille, aussi long et aussi large. Il occupe une très vaste étendue en dessous des volcans napolitains".

Bien que la prochaine éruption du Vésuve sera très probablement explosive, après une très longue période de calme, il ne faut pas s'attendre à ce que le réservoir soit asséché. La plupart des vulcanologues pensent que seulement 20 à 25 % du magma disponible sera évacué pendant une éruption donnée, déclare Gasparini.

Le Vésuve est relativement calme en ce moment ; de faibles tremblements de terre se font ressentir et des gaz volcaniques à basses températures s'échappent par endroits, mais le volcan a une réputation notoire d'éruptions violentes. Le Vésuve est probablement plus connu pour ses coulées et ses pluies de débris à des températures extrêmes qui ont enseveli les villes romaines de Pompéi et Herculanum en 79 après J.C. Plusieurs éruptions importantes ont eu lieu dans l'histoire récente, y compris la dernière éruption de taille qui s'est produite de 1944, pendant la seconde guerre mondiale.

Les chercheurs de Science ont utilisé une technique appelée tomographie sismique pour sonder le terrain sous le Vésuve, créant ainsi des explosions artificielles pour produire des vagues sismiques et suivre ces vagues au fur et à mesure qu'elles se déplacent à travers l'écorce. Des données sur la vitesse et la direction des vagues sismiques, recueillies par des postes « d'écoute » régionaux permettent d'entrevoir la structure (et les changements de structure) de l'écorce. De même que la forme plus familière de tomographie médicale, la tomodensitométrie, la tomographie sismique combine les données obtenues des lectures des postes sismiques pour générer des images bi ou tridimensionnelles de l'écorce.

Les travaux sismiques précédents réalisés par les chercheurs, y compris l'étude publiée dans Science (le 21 avril 1996), suggéraient qu'il existait une zone de magma en dessous du volcan et dans la zone avoisinante. Ces expériences ont révélé une zone à faible vitesse de vague sismique à l'intérieur de l'écorce en dessous du Vésuve où les vagues étaient apparemment ralenties et converties en deux types différents de vagues.

Puisque les vagues sismiques se déplacent plus lentement dans un liquide que dans un solide et que des modifications de vagues se produisent souvent à la lisière entre deux couches géologiques différentes, les scientifiques ont pensé qu'ils avaient découvert une zone possible de fusion dans l'écorce locale.

Pour cette étude précise, l'équipe de recherche a analysé les données obtenues lors d'une expérience plus récente, qui comprenait 1800 explosions tirées à partir de pistolets à air à bord d'un navire dans la Baie de Naples et de postes de suivi situés jusqu'à 90 kilomètres dans les Apennins, dans le but de délimiter l'étendue du réservoir de magma.

Leur analyse suggère que le réservoir peut s'étendre sur plus de 400 kilomètres carrés et qu'il gît à quelque 8 kilomètres à l'intérieur de l'écorce, s'étendant en dessous du Vésuve et des volcans avoisinants tels que les Gisements Phlégréens, site de la ville moderne de Naples.

D'après les chercheurs, des images du réservoir, reconstruites à partir des données sismiques, indiquent que le magma repose en une couche plane parallèle aux couches de l'écorce, en suivant les conditions de flottabilité nulle. Le magma est généralement moins dense, et par conséquent plus flottant, que les roches qu'il traverse lors de son ascension vers l'écorce. Une flottabilité nulle se produit lorsque le magma atteint un point où sa densité est égale à celle des roches environnantes et flotte dans une couche piégée.

"Il a alors besoin d'autre chose pour atteindre la surface, comme une cassure dans les roches le couvrant ou une accumulation des gaz en dessous", nous explique Gasparini.

Des études isotopiques du magma volcanique napolitain révèlent des signes de mélange significatifs avec les roches avoisinantes, suggérant ainsi que le réservoir n'est pas un corps en fusion continue. Le réservoir ressemblerait en fait plus à une éponge, avec le magma sortant de nombreuses fractures dans les roches. L'importante couche de magma peut alimenter plusieurs réservoirs plus petits qui sont plus proches de la surface et trop petits pour être identifiés à l'aide des techniques sismiques, déclarent les auteurs de Science.

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Les autres membres de l'équipe de recherche sont Emmanuel Auger et Aldo Zollo de l'Università di Napoli Federico II et Jean Virieux de Géosciences Azur à Valbonne, en France. Ces recherches ont en partie été financées par l'European Commission Division XII, Gruppo Nazionale di Vulcanologia et MURST.


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