Comment les volcans explosent-ils dans les profondeurs de la mer?
La plupart des éruptions volcaniques invisibles se produisent au fond des océans du monde, et l'océanographie a montré ces dernières années que cette activité volcanique qui se produit au fond des océans ne consiste pas seulement à déposer de la lave, mais également à éjecter de grandes quantités de cendres volcaniques.
Le professeur Even Bernd Zemanowski, chef du laboratoire de physique volcanique Julius-Maximilians à l'Université James Madison Würzburg en Bavière, en Allemagne, a déclaré: «Même sous des couches de kilomètres d'eau, et en provoquant une forte pression pour empêcher le rejet efficace des gaz dissous dans l'eau, il doit y avoir un mécanisme qui conduit à la dissociation. Magma explosif ».
Publication du Groupe de recherche international
Pour la première fois, ce mécanisme a été démontré par un groupe de recherche international, dirigé par le professeur James White de Nouvelle-Zélande, Berfrancesco Delino d'Italie et Bernd Zemanowski de l'Université James Madison, et les résultats sont publiés dans la revue Nature Geoscience.
L'auteur principal est le Dr Tobias Dorge de l'Université d'Islande, diplômé de l'Université James Madison et anciennement le Prix Rongen pour l'Institut de l'Université de physique James Madison, et Dorge était membre des groupes de recherche du professeur Zemanovsky et du professeur White avant de se rendre en Islande.
Envoyez un robot de plongée à une profondeur de 1000 mètres
L'équipe a effectué des recherches sur le volcan du mont Havre, dans le nord-ouest de la Nouvelle-Zélande, à une profondeur d'environ 1000 mètres sous le niveau de la mer, lorsque ce volcan est entré en éruption en 2012, et la communauté scientifique en a pris connaissance.
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L'éruption a abouti à un tapis flottant de particules légères qui s'étendait sur environ 400 kilomètres carrés, à peu près la taille de Vienne.
Un robot sous-marin a récemment été utilisé pour vérifier les dépôts de cendres du fond marin, et les données de détection de James White ont détecté plus de 100 millions de mètres cubes de cendres volcaniques. Le robot sous-marin a également échantillonné des échantillons de fond marin qui ont ensuite été utilisés dans des études expérimentales conjointes au laboratoire de physique volcanique de l'Université James Madison.
Expériences dans le laboratoire de physique volcanique
Bernd Zemanowski explique: «Nous avons fait fondre les matériaux et les avons mis en contact avec l'eau dans différentes conditions. "Dans certaines circonstances, des réactions explosives se sont produites qui ont conduit à la formation de cendres volcaniques artificielles." La comparaison de ces cendres à des spécimens naturels a montré que les processus en laboratoire devraient ressembler à ceux qui ont eu lieu à une profondeur de 1000 mètres sur le fond marin.
Zemanowski décrit ces expériences cruciales en disant: «Dans ce processus, le matériau fondu a été placé sous une couche d'eau dans un creuset de 10 centimètres de diamètre, puis gravement déformé, ce qui est également prévisible lorsque le magma quitte le fond marin. Les fissures se forment et l'eau éclate soudainement dans le vide résultant, puis l'eau se dilate beaucoup.Enfin, les particules et l'eau expulsent un paquet explosif, nous les conduisons donc avec un tube en forme de U dans un bassin d'eau pour simuler l'état de refroidissement sous l'eau.
Les particules ainsi créées, appelées «cendres volcaniques», correspondent aux cendres naturelles par leur forme, leur taille et leur composition.
Impacts potentiels sur le climat
«Avec ces résultats, nous avons maintenant une bien meilleure compréhension de la façon dont les éruptions volcaniques se produisent sous l'eau», déclare le professeur James Madison University. Des investigations complémentaires doivent montrer si les éruptions volcaniques sous-marines affectent ou non le climat.
Il poursuit: «Avec l'éruption de lave sous la surface de l'eau, il faut beaucoup de temps pour transférer la chaleur de la lave vers l'eau, cependant lors de ces éruptions explosives, le magma se sépare en petites particules, et cela crée de fortes pulsations de chaleur telles que les courants d'équilibre thermique dans les océans sont perturbés localement ou même globalement. ». Ces courants ont une influence significative sur le climat mondial.
Boîte d'information: Volcans au fond de l'océan
Il y a environ 1 900 volcans actifs sur terre ou sur des îles, et on estime que le nombre de volcans submergés sous la surface de l'eau dépasse de loin ce chiffre.
Nous ne connaissons toujours pas les chiffres exacts, car les profondeurs des mers n'ont pas été explorées dans une large mesure. Par conséquent, la plupart des éruptions volcaniques sous la surface de l'eau se produisent inaperçues.
Les volcans sous la surface de l'eau poussent lentement vers le haut en raison d'éruptions fréquentes et lorsqu'ils atteignent la surface des îles volcaniques de l'eau telles que l'île de Stromboli environnante près de la Sicile ou de certaines îles Canaries.
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