Une nouvelle étude publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences fournit aux scientifiques un nouvel outil puissant pour surveiller et prévoir l'activité tectonique en profondeur sous le fond marin, au niveau des crêtes médio-océaniques, de vastes chaînes de montagnes sous-marines qui se forment là où les plaques tectoniques de la Terre divergent.
L'étude, intitulée « Les températures des sources hydrothermales suivent l'inflation magmatique et prévoient les éruptions à la hauteur du Pacifique Est, 9°50'N », révèle que les fluctuations de la température des fluides s'écoulant des sources hydrothermales sur plusieurs minutes ou années indiquent les effets de processus magmatiques et tectoniques qui se produisent à des kilomètres sous le fond marin. La recherche offre la première preuve que ces changements de température subtils mais détectables pourraient permettre de prédire les éruptions volcaniques des fonds marins.
Dirigée par Thibaut Barreyre du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de l'Université de Brest, avec des collaborateurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), de l'Université de Lehigh et de la Scripps Institution of Oceanography, l'étude présente une série chronologique de 35 ans de mesures de température provenant de cinq sources hydrothermales le long de la dorsale est-pacifique, l'un des segments les plus actifs et les mieux étudiés de la dorsale médio-océanique mondiale. système.
« Les dorsales médio-océaniques sont l'endroit où une grande partie de l'énergie thermique interne de la Terre est transférée à l'océan », a déclaré Dan Fornari, scientifique émérite à l'OMSI et co-auteur de l'étude. « Jusqu'à présent, nous manquions d'un moyen direct de relier ce que nous pouvons mesurer au fond de la mer à ce qui se passe en profondeur, là où le magma s'accumule et provoque les éruptions. Nos résultats montrent que les deux sont intimement liés. »
Les cheminées hydrothermales se forment lorsque l'eau de mer s'infiltre dans la croûte océanique, se réchauffe lorsqu'elle interagit avec la roche sous-jacente et réapparaît à des endroits appelés cheminées hydrothermales, atteignant souvent des températures supérieures à 350°C (660°F). Ces évents aident à maintenir l’équilibre thermique de la Terre et soutiennent des écosystèmes uniques qui prospèrent en l’absence de lumière solaire.
L’ensemble de données à long terme utilisé par l’équipe – l’un des plus continus et complets de ce type jamais rassemblés – a révélé que les températures des évents au niveau de l’East Pacific Rise ont augmenté régulièrement, passant d’environ 350 °C à près de 390 °C au cours des années précédant deux éruptions connues, en 1991-1992 et 2005-2006. Suite à ce dernier événement, les températures sont retombées autour de 350°C mais n'ont cessé de grimper depuis.
Les auteurs suggèrent que cette augmentation de température est due à une augmentation de la pression dans la croûte océanique, elle-même causée par l’augmentation progressive du magma situé à environ un mile sous le fond marin. À mesure que le corps magmatique se dilate, il met sous pression les roches environnantes ainsi que les fluides hydrothermaux qu'elles contiennent, un processus détectable par un réchauffement lent mais constant au niveau des sorties d'évent.
« En combinant ces mesures de température avec des modèles analytiques et des données sur le fond marin, nous avons constaté que le chauffage des évents est en corrélation avec l'accumulation de pression magmatique », a déclaré Barreyre. « C'est un signal clair qui peut nous aider à anticiper les éruptions avant qu'elles ne se produisent. »
En effet, l’analyse de l’équipe a indiqué des conditions compatibles avec une éruption imminente au début de 2025 – une prévision qui s’est avérée exacte lorsqu’une éruption de crête médio-océanique a été confirmée en avril par une équipe utilisant le submersible occupé par l’homme Alvin, qui comprenait de nombreux co-auteurs. C’est l’une des premières fois où des scientifiques réussissent à prédire un événement volcanique en eaux profondes sur la base de données hydrothermales.
Les résultats sont prometteurs pour faire progresser les réseaux mondiaux de surveillance des océans le long des dorsales médio-océaniques et pour améliorer la compréhension de la manière dont l'intérieur de la Terre interagit avec l'océan. Avec des instruments autonomes à long terme désormais capables de suivre en permanence l’état des fonds marins, les scientifiques sont plus que jamais prêts à « écouter » les battements tectoniques de la planète en temps quasi réel.
« Il s'agit d'une avancée extraordinaire dans le domaine de la géophysique sous-marine », a déclaré Fornari. « Les sources hydrothermales ne sont pas seulement des oasis biologiques : elles sont des fenêtres sur les processus dynamiques qui façonnent notre planète. »
