L'éruption massive du volcan Kīlauea sur l'île d'Hawaï en 2018 a duré des mois, détruit des quartiers et a été associée à 60 000 tremblements de terre.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université d'Hawaï (UH) à Mānoa a révélé que le système magmatique du Kīlauea avait commencé à se comporter de manière anormale environ un an avant le début de l'éruption.
Cette découverte, réalisée à l'aide d'une méthode unique de surveillance sismique, suggère que le suivi de ces processus cachés pourrait faciliter la prévision des éruptions et l'atténuation des risques volcaniques. L'ouvrage est publié dans la revue Avancées de l'AGU.
Les scientifiques comprennent depuis longtemps que le magma se déplace dans le système de plomberie complexe du Kīlauea, mais cette étude a révélé un changement subtil et durable qui pourrait signaler des événements futurs.
Sin-Mei Wu, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre de l'École des sciences et technologies de l'océan et de la Terre de l'UH Mānoa (SOEST), a collaboré avec une équipe de scientifiques comprenant des collègues de l'Université de Miami et de l'Université de Californie à San Diego pour étudier la dynamique interne du Kīlauea menant aux éruptions de 2018.
L’équipe a découvert qu’environ un an avant l’éruption de 2018, le flux ascendant normal du magma du manteau vers les réservoirs peu profonds du sommet avait été perturbé.
« Notre hypothèse est qu'un blocage s'est formé entre les deux réservoirs de magma du sommet du volcan, entravant l'écoulement, et que la pression a commencé à s'accumuler sous la zone du rift est du Kīlauea », a déclaré Wu.
L'équipe a également observé que le lac de lave à l'intérieur du cratère Halema'uma'u avait chuté d'environ 30 mètres, soit presque la hauteur d'un bâtiment de 10 étages, tandis que la pression dans le système magmatique plus profond restait stable.
« On ne sait toujours pas si le comportement inhabituel que nous avons identifié était un événement unique ou s'il faisait partie d'un schéma récurrent qui pourrait influencer de futures éruptions », a ajouté Wu.
« Cependant, à mesure que les données de surveillance continue s'accumulent, nous espérons obtenir des informations de plus en plus détaillées sur le fonctionnement interne du Kīlauea et son comportement à long terme. »
Après avoir analysé les données, Wu et ses collègues émettent l'hypothèse que le magma était détourné latéralement du sommet vers le système de digues horizontales menant à la zone de rift.
Ce schéma atypique a duré des mois jusqu'à ce qu'un séisme de magnitude 5 sur le flanc du volcan libère probablement le blocage, envoyant davantage de pression sur le système sommital peu profond au cours des mois suivants. À partir de ce moment, le sommet du Kīlauea est resté perturbé jusqu’au début de l’éruption massive de 2018.
Utiliser les vagues de l’océan pour écouter le Kīlauea
La découverte de l'équipe a été rendue possible grâce à la surveillance continue du Kīlauea avec des instruments sismiques. Les ondes sismiques sont des vibrations qui traversent la Terre et transportent des informations sur la matière qu'elles traversent. Au lieu de compter sur l’énergie des tremblements de terre, l’équipe a utilisé l’énergie sismique provenant d’une source naturelle constante : les vagues océaniques.
« L'océan fournit un apport constant d'énergie sismique, nous permettant de suivre l'état du système de plomberie magmatique du Kīlauea au fil du temps, même en l'absence de tremblements de terre ou de déformation du sol notables », a expliqué Wu.
« Lorsque le magma se déplace sous terre, il modifie la pression au sein du système et altère la roche environnante, ce que nous pouvons détecter grâce à nos outils de surveillance. »
L'étude met en évidence l'importance des processus silencieux se produisant sous la surface, qui peuvent être révélés en combinant l'analyse sismique avec d'autres observations géologiques et géophysiques.
« En tant que membre du corps professoral de l'UH Mānoa dédié à la compréhension du Kīlauea, mon objectif est de contribuer à l'atténuation des risques volcaniques et de soutenir la sécurité des résidents d'Hawaï », a ajouté Wu.
« Nous espérons que cette étude et nos travaux futurs aideront à élucider ces processus fascinants. »
