La fonte des calottes glaciaires est souvent considérée comme synonyme de changement climatique dans les médias, avec des images évocatrices d’ours polaires solitaires flottant sur des radeaux de glace de plus en plus réduits. Bien que des impacts tels que l’élévation du niveau de la mer et les changements de salinité soient fréquemment signalés, une conséquence moins connue est l’effet sur les volcans.
Lors de la déglaciation, la fonte de calottes glaciaires de plusieurs kilomètres d’épaisseur réduit la masse qui pèse sur la terre, ce qui entraîne un soulèvement. Cela modifie la pression à l’intérieur des chambres magmatiques situées sous la surface de la Terre, provoquant des éruptions volcaniques.
Recherche, publié dans Géochimie, Géophysique, Géosystèmessuggère que le déchargement massif dû à la fonte des calottes glaciaires de l’Antarctique (rebond isostatique) déclenche des éruptions de plus grande fréquence et d’une plus grande ampleur dans le système du rift de l’Antarctique occidental, l’une des plus grandes provinces volcaniques de la Terre avec plus de 100 centres éruptifs.
doctorat la chercheuse Allie Coonin, de l’Université Brown, et ses collègues ont étudié l’interaction de la glaciation et du volcanisme au cours des deux derniers cycles glaciaires planétaires (au cours des 150 000 dernières années).
Pour ce faire, ils ont utilisé un modèle de chambre magmatique thermomécanique et simulé le rétrécissement de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental en saisissant des diminutions de pression spécifiques exercées sur les roches sous-jacentes et la chambre magmatique.
Ils ont en outre exploré comment la réduction de cette pression de confinement permet à la chambre magmatique de se dilater volumétriquement, avec une surpression associée et une expulsion des substances volatiles (ici lorsque l’eau dissoute et le dioxyde de carbone forment des bulles de gaz) des magmas basaltiques affectant la trajectoire des éruptions futures.
En explorant des chambres magmatiques de différentes tailles, l’équipe de recherche a découvert que plus la chambre magmatique est grande, plus elle est sensible aux effets du déchargement de la masse de glace et que le taux de déchargement est le facteur critique, le taux de perte de glace le plus élevé étudié étant de 3 m/an.
De plus, en testant des chambres magmatiques sous-saturées en substances volatiles, les scientifiques ont identifié que le déchargement de la masse de glace accélérait le processus de première expulsion des substances volatiles (initiant les premières étapes menant à une éruption) de plusieurs dizaines, voire centaines d’années.
Cela signifie que des éruptions se sont produites, ce qui n’aurait peut-être pas eu lieu si le déchargement n’avait pas induit de changements dans la chambre magmatique, entraînant une plus grande libération cumulative de magma au cours de la durée de vie de cette chambre.
Pour tester leurs découvertes, Coonin et ses collègues se sont tournés vers les gisements volcaniques des Andes en Amérique du Sud. Ici, la calotte glaciaire de Patagonie a atteint une épaisseur de 1 600 m au-dessus de la zone volcanique du sud il y a 18 000 à 35 000 ans. Ils ont identifié une corrélation entre le déchargement de la masse de glace lors de la déglaciation à la fin du dernier maximum glaciaire (il y a environ 18 000 ans) et l’activité éruptive accrue des volcans Calbuco, Mocho-Choshuenco et Puyehue-Cordon Caulle.
Un tel volcanisme induit par le déchargement peut conduire à une boucle de rétroaction positive inutile, car lorsque la fonte des glaces modifie la pressurisation de la chambre magmatique pour provoquer une éruption, l’événement qui en résulte fait fondre davantage de glace, ce qui pourrait déclencher une autre éruption. En particulier, la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est ancrée sous le niveau de la mer, de sorte que, à mesure que le niveau de la mer monte en raison de la fonte des glaces, elle devient encore plus submergée et accélère son retrait.
Les problèmes sont encore plus compliqués par les impacts de l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone provoquant le réchauffement climatique et les rétroactions de l’albédo des glaces, par lesquelles la fonte des calottes glaciaires réduit la quantité de rayonnement solaire entrant réfléchi vers l’espace (il y a moins de surface réfléchissante « blanche » que « sombre »). surface à absorber), ce qui réchauffe l’atmosphère et exacerbe la fonte.
Les chercheurs notent que même si le réchauffement anthropique cessait immédiatement, les effets du déchargement de la masse de glace que le système du rift de l’Antarctique occidental a déjà subis affecteront encore le comportement volcanique ici pendant des milliers d’années à venir.
Par conséquent, comprendre la sensibilité du déchargement de cette masse de glace de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental sur les chambres magmatiques a des implications importantes pour pouvoir prédire avec précision les conséquences futures sur les systèmes géologiques interconnectés de la Terre.
Plus d’informations :
AN Coonin et al, Réponse de la chambre magmatique au déchargement de glace : applications au volcanisme dans le système du rift antarctique occidental, Géochimie, Géophysique, Géosystèmes (2024). DOI : 10.1029/2024GC011743
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