Shiveluch – Le volcan le plus explosif du monde abrite un magma / volcan superhydrique unique

Nuage de cendres atteignant une altitude de 12 km dans l’atmosphère généré par une grande explosion en juin 2017 – les cendres ont voyagé jusqu’à 1000 km de la source (Image: Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS, KVERT on Smithsonian Institute GVP)

Explosion de Shiveluch en mai 2017 – Le panache de cendres a atteint une hauteur d’env. 5 km, coulées pyroclastiques suivies (Image: Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS, KVERT on Smithsonian Institute GVP)

L’eau est un ingrédient clé pour alimenter les éruptions volcaniques explosives. Le magma riche en eau contient des proportions plus élevées de volatils (gaz), augmentant la flottabilité et entraînant ainsi le mouvement ascendant du magma vers la surface. L’augmentation des gaz dans le magma augmente également la pression, provoquant la nature explosive des éruptions avec cette composition magmatique.
Une nouvelle recherche publiée dans Contributions to Mineralogy and Petrology a révélé que le volcan le plus actif du monde, Shiveluch, situé sur la péninsule du Kamtchatka en Extrême-Orient russe, contient beaucoup plus d’eau dans son magma que ce qui avait été suggéré auparavant.
Cette découverte inestimable pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre d’autres systèmes de plomberie volcaniques dans le monde, en particulier d’autres volcans de la zone de subduction notoirement explosifs, ainsi que les aider à mieux comprendre le cycle mondial de l’eau.

Shiveluch est le volcan actif le plus au nord de la dépression centrale du Kamtchatka, un segment de l’arc volcanique du Kamtchatka situé à la jonction des plaques tectoniques nord-américaine, Okhotsk et Pacifique. Shiveluch est composé de deux centres éruptifs, Old Shiveluch et Young Shiveluch. Le centre volcanique du jeune Shiveluch est situé dans le cratère formé par l’effondrement catastrophique du vieux Shiveluch pendant le Pléistocène tardif et c’est ce centre plus jeune qui est le site de tout le volcanisme de l’Holocène. Au cours des 10 000 dernières années, ce centre éruptif a produit plus de 60 grandes éruptions explosives – la dernière explosion majeure s’est produite en 1964 (éruption sub-plinienne). Shiveluch est actuellement en éruption, et ce depuis plus de 2 décennies (1999-présent).
Pour analyser la quantité d’eau dans le magma de Shiveluch, les scientifiques ont utilisé des nodules de magma primitif qui ont éclaté, en particulier à partir de coulées pyroclastiques survenues en 2005, 2010 et 2016. Le «  magma primitif  » fait référence au magma non modifié directement dérivé du manteau, essentiellement ressemblant à la composition de magma trouvée profondément dans le système de plomberie du volcan. Les minéraux (amphibole et olivine) trouvés dans ces nodules conservent les signatures de ce qui se passait au début de l’évolution du magma, au plus profond de la croûte terrestre.
L’amphibole est un indicateur d’une teneur élevée en eau à une température et une pression connues. La chimie unique du minéral permet aux chercheurs de déduire la quantité d’eau présente en profondeur sous Shiveluch. On a constaté que les conditions à l’intérieur de Shiveluch comprennent environ 10 à 14% d’eau en poids (% en poids). La plupart des volcans ont moins de 1% d’eau et pour les volcans de la zone de subduction, la moyenne est généralement de 4%, dépassant rarement 8% en poids. Au-dessus de 8%, il est considéré comme superhydre, donc Shiveluch est extrêmement unique dans sa composition en magma.
La présence d’amphibole indique que la température en profondeur dans la chambre magmatique a été réduite à un point qui a permis la cristallisation et, comme l’a déclaré le co-auteur de cette étude, Krawczynski, «le seul moyen d’obtenir des matériaux primitifs et immaculés [e.g. amphibole] à basse température est d’ajouter beaucoup, beaucoup d’eau. L’ajout d’eau à la roche a le même effet que l’ajout de sel à la glace; vous abaissez le point de fusion. « 
Une analyse plus approfondie a été effectuée sur les nodules obtenus dans cette étude, y compris des modèles de cristallisation fractionnée, une analyse des éléments traces et des calculs de pression. Voir l’article de journal de Goltz et al. (2020) pour plus de détails.
Cette recherche révolutionnaire démontre qu’une analyse pétrographique minutieuse d’échantillons de magma primitifs peut élargir notre compréhension des processus magmatiques profonds, y compris la différenciation et la recharge du magma dans les systèmes d’arc, et fournit une base pour mieux comprendre les mécanismes des volcans avec du magma riche en eau en subduction. paramètres de zone.

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