Des centaines de millions de personnes vivent dans des zones qui pourraient être affectées par des éruptions volcaniques. Heureusement, les indices à la surface, tels que les tremblements de terre et la déformation du sol, peuvent indiquer un mouvement dans les digues de magma souterraines – des manches de magma qui traversent les couches de roche. Les scientifiques peuvent utiliser ces indices pour faire des prédictions potentiellement sauvant des éruptions.
Mais il y a de la place à l'amélioration. Les prévisions d'éruption reposent sur la modélisation des digues de magma, et la plupart des modèles traitent le magma comme un simple liquide newtonien (comme l'eau) dont la viscosité reste constante sous le stress. Cependant, les cristaux et les bulles du magma rendent plus susceptible de se comporter comme un liquide non newtonien dont la viscosité diminue sous une plus grande contrainte (connue sous le nom d'amincissement de cisaillement). C'est particulièrement vrai à l'approche de la surface. Le ketchup se comporte de la même manière: il se déverse plus facilement à partir d'un bocal lorsqu'il est secoué.
Publié dans Agu avancéesDes expériences en laboratoire de Kavanagh et d'équipe révèlent de nouvelles perspectives sur la dynamique potentielle du flux de magma non newtonien dans les dikes. Ces résultats pourraient finalement aider à améliorer les stratégies de prédiction de l'éruption.
Pour imiter les digues de magma, les chercheurs ont injecté divers liquides dans un matériau de gélatine solide translucide et élastique représentant la croûte de la Terre. Les fluides injectés contenaient des particules de traceur en suspension qui pourraient être éclairées par la lumière laser, permettant aux chercheurs de suivre l'écoulement de chaque fluide dans la digue de formation lorsqu'il voyageait du site d'injection à la surface, où il a « éclaté » de la gélatine.
Ils ont comparé les comportements de deux liquides non-miroits non newtoniens, de l'hydroxyéthyl-cellulose (un épaississant souvent trouvé dans les cosmétiques) et de la gomme de xanthane (un épaississant souvent ajouté aux aliments), à l'eau, un liquide newtonien.
Les expériences ont montré que les modèles d'écoulement de ces fluides étaient très différents des modèles d'écoulement de l'eau. Cependant, même si leurs modèles d'écoulement internes différaient, tous les fluides ont formé des digues avec une forme et une vitesse similaires à l'approche de la surface.
Ces résultats suggèrent que les informations principales actuellement utilisées pour prédire les éruptions imminentes – comme la forme et la vitesse des digues du magma – ne sont pas nécessairement en corrélation avec les informations sur la dynamique du débit du magma dans les digues. Ce résultat est significatif car la dynamique du flux dépend des caractéristiques du magma qui peuvent affecter la façon dont une éruption est explosive ou à quelle vitesse ou à quelle distance la lave voyagera.
Des recherches supplémentaires pourraient aider à lier ces résultats aux preuves géologiques du monde réel et à explorer comment ils pourraient aider à améliorer les prévisions d'éruption, selon les chercheurs.
