Pourquoi l'éruption volcanique en Islande n'a rien d'une surprise : les explications d’un géologue

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Photo de Toby Elliott sur Unsplash

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Pourquoi l'éruption volcanique en Islande n'a rien d'une surprise : les explications d’un géologue

Jaime Toro, West Virginia University

Le 18 décembre 2023, la lave a jailli d’une fissure dans la péninsule de Reykjanes, en Islande, s’élevant à près de 30 mètres dès les premières heures de la journée.

Les Islandais anticipaient une éruption dans la région depuis des semaines, après qu’un essaim de milliers de petits tremblements de terre a commencé le 23 octobre au nord-est de la ville de pêcheurs de Grindavík, signalant une activité volcanique en contrebas.

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Dans les jours qui ont suivi ces premiers grondements, une série de petites failles se sont ouvertes sous la ville, fracturant des rues, brisant des lignes électriques et faisant basculer des maisons. Les stations GPS ont détecté l’affaissement et l’élévation du sol sur une vaste zone.

Les géologues du bureau météorologique islandais ont interprété ces événements comme la preuve qu’un dyke de basalte (c’est-à-dire le magma sous pression qui se fraye un chemin dans une fracture) s’était infiltré sous Grindavík. L’activité avait diminué début décembre, mais à quatre kilomètres au nord de la ville, le sol sous la centrale géothermique de Svartsengi était en mouvement.

Une carte montre l’emplacement de la fissure.
Emplacement de la fissure où le magma est entré en éruption le 18 décembre 2023, à quelques kilomètres de la ville de Grindavík et juste à l’est de la centrale électrique de Svartsengi et de la station thermale Blue Lagoon adjacente. Bureau météorologique islandais

Le sol a baissé de 25 centimètres au fur et à mesure que la digue de basalte se remplissait, mais a ensuite commencé à s’élever en un large dôme, ce qui indique que le magma regonflait et repressurisait la chambre magmatique. Il en a résulté l’éruption du 18 décembre.

Si la fissure continue à se propager vers le sud, ou si un volume important de lave entre à nouveau en éruption, la ville évacuée de Grindavík, qui compte environ 3 500 habitants, pourrait être en danger. La lave pourrait également se déverser vers le nord-ouest en direction de la centrale électrique, bien que la compagnie d’électricité ait construit des murs de roche pour tenter de détourner les coulées de lave.

Une vue aérienne montre les lumières de Grindavík et la lueur de l’éruption très proche.
La ville de Grindavík, qui a été évacuée, et une centrale géothermique située à proximité sont toujours menacées. Viken Kantarci/AFP

Ce n’est pas pour rien que l’Islande est surnommée « la terre de feu et de glace ». Ses habitants ont appris au fil des siècles à vivre avec sa géologie hyperactive.

La raison du volcanisme islandais est double : l’une est liée à ce que les géologues appellent sans imagination un point chaud, et l’autre concerne les plaques tectoniques géantes qui se séparent juste sous l’île. En tant que géologue, j’étudie les deux.

Volcanisme et puzzle tectonique

Lorsque la théorie de la tectonique des plaques est apparue dans les années 1960, les géologues ont réalisé que de nombreux volcans se situent dans des zones où les plaques tectoniques se rencontrent. Les plaques tectoniques sont de gigantesques morceaux de la couche externe rigide de la Terre qui supportent à la fois les continents et les océans, et qui sont constamment en mouvement. Elles recouvrent la planète comme les grandes pièces d’un puzzle sphérique.

Beaucoup de ces volcans se trouvent dans des zones de subduction, comme le Cercle de feu du Pacifique, où des plaques océaniques plus minces s’enfoncent lentement dans le manteau terrestre. Ce sont les stratovolcans de carte postale, comme le mont Fuji, au Japon, ou le mont Rainier, près de Seattle. En raison de leur forte teneur en gaz, ils ont tendance à entrer en éruption de manière catastrophique, projetant des cendres dans l’atmosphère avec l’énergie d’une bombe nucléaire, comme l’a fait le Mont Saint Helens en 1980.

Un deuxième type de volcan, généralement plus silencieux, se forme lorsque les plaques se séparent.

L’activité volcanique près de Grindavík est directement liée à ce type de mouvement tectonique des plaques. La dorsale médio-atlantique, qui sépare les plaques eurasienne et nord-américaine, traverse cette partie de l’île.

Une carte montre où les tremblements de terre se produisent dans une péninsule du sud-ouest et où les plaques tectoniques se rencontrent.
L’Islande est située au point de rencontre de deux plaques tectoniques, la nord-américaine à l’ouest et l’eurasienne à l’est, comme l’indique la ligne rouge qui traverse l’île. Les cartes montrent la succession de tremblements de terre du 12 au 14 novembre 2023. Yasin Demirci/Anadolu via Getty Images
Une carte montre les détails des dorsales médio-océaniques qui ressemblent aux coutures d’une balle de baseball et qui serpentent à travers les principaux océans.
Dans les années 1950, la cartographe Marie Tharp a utilisé les échosondages recueillis par les navires pour élaborer la première carte détaillée des fonds océaniques. Celle-ci met clairement en évidence les dorsales médio-océaniques. Cette version peinte à la main de sa carte comporte des annotations montrant les traces de points chauds liés au mouvement des plaques. Heinrich C. Berann via Library of Congress ; annotations by Jaime Toro

En fait, au Parc national de Thingvellir, vous pouvez littéralement marcher entre les deux plaques tectoniques. Les cicatrices topographiques du rift sont visibles dans les longues vallées linéaires qui s’étendent au nord-est de Grindavík. Elles répondent à la succession de séismes, à la déformation du sol et à l’éruption fissurale observés en 2023.

Lorsque les plaques s’écartent l’une de l’autre, le manteau terrestre sous-jacent remonte vers la surface pour combler l’espace, transportant de la chaleur avec lui et se déplaçant dans une zone de pression plus basse. Ces deux processus provoquent la fusion des roches en profondeur et l’activité volcanique à la surface.

Il s’agit du même processus que celui qui crée une nouvelle croûte océanique sous l’eau au niveau des dorsales médio-océaniques. Une fois que le magma s’est solidifié sous forme de basalte, il ressemble à des murs verticaux.

Le soulèvement concerne une vaste zone qui comprend une centrale électrique proche et la station thermale Blue Lagoon.
Une carte montre le soulèvement du sol (en rouge vif) au nord de Grindavík avant l’éruption du 18 décembre 2023, ainsi que l’étendue de la nouvelle coulée de lave (en noir). Bureau météorologique islandais

L’Islande assise sur un point chaud

En Islande, les grands volcans de l’intérieur semblent également se trouver au-dessus d’un panache de manteau terrestre, comme à Hawaï.

Ce type de volcan émet généralement de la lave basaltique, qui fond à très haute température et a tendance à s’écouler facilement. Les éruptions ne sont généralement pas explosives car la lave qui coule permet aux gaz de s’échapper.

Les causes exactes de la remontée de matière chaude dans les points chauds sont encore débattues, mais l’idée la plus communément admise est qu’elles sont provoquées par des panaches de roches surchauffées qui prennent naissance à la transition entre le noyau métallique de la Terre et le manteau terrestre. Les points chauds sont un mécanisme permettant à la Terre d’évacuer une partie de sa chaleur interne.


Comment les points chauds se développent. Vidéo par Volcano Museum.

En règle générale, les éruptions fissurales ne sont pas explosives. Cependant, lorsque de la lave à 1 000 °C entre en contact avec de l’eau, la transformation de la lave en vapeur peut provoquer des explosions susceptibles de disperser des cendres sur une zone plus étendue.

Les bons côtés du volcanisme islandais

Vivre dans une région volcanique active présente certains avantages, notamment sur le plan énergétique.

L’Islande tire 30 % de son électricité de sources géothermiques qui utilisent la chaleur du sous-sol pour actionner des turbines et produire de l’énergie. Si l’on veut, c’est quasiment la version contrôlée d’une coulée de lave frappant la mer, et cela contribue à faire de l’Islande l’une des économies les plus propres de la planète.

Des personnes sont assises dans un lac bleu entouré de roches de lave noires. De la vapeur s’élève à l’arrière-plan.
L’Islande possède de nombreuses sources d’eau chaude naturelles, mais son Lagon bleu a une origine inhabituelle liée à l’énergie géothermique. Jeff Sheldon/Unsplash, CC BY-ND

La centrale hydrothermale Svartsengi utilise ainsi la chaleur souterraine de la même chambre magmatique qui est actuellement en éruption pour fournir de l’eau chaude à plusieurs milliers de foyers, ainsi que 75 mégawatts d’électricité.

Cette centrale est aussi l’une des raisons pour lesquelles le Lagon bleu est si populaire. Lorsque la centrale a été construite en 1976, il était prévu de déverser ses eaux usées encore chaudes dans une zone basse adjacente, en espérant qu’elles s’infiltreraient dans le sol. Cependant, l’eau géothermique était chargée de silice dissoute, qui s’est transformée en minéraux solides lorsque l’eau s’est refroidie, créant ainsi une couche imperméable. Un petit lac a commencé à se former.

En raison de sa forte teneur en silice, l’eau de ce lac a une couleur bleue spectaculaire qui a inspiré la création de la station thermale. Le lagon bleu est l’une des principales attractions touristiques du pays.

Aujourd’hui, le lagon bleu est menacé : parfois le volcan donne, parfois il reprend.


Ceci est une version mise à jour d’un article publié le 15 novembre 2023.

Jaime Toro, Professor of Geology, West Virginia University

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

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