Le volcan Westdahl Peak en Alaska est entré en éruption pour la dernière fois en 1992, et l’expansion continue laisse présager une autre éruption prochainement. Les experts avaient précédemment prévu que la prochaine explosion se produirait d’ici 2010, mais le volcan, situé sous environ 1 kilomètre de glace glaciaire, n’a pas encore éclaté à nouveau. S’inspirant du volcan Westdahl Peak, une nouvelle étude de modélisation volcanique a examiné comment les glaciers affectent la stabilité et les cycles d’éruption à court terme des systèmes volcaniques de haute latitude, dont certains existent le long des principales voies de transport aérien.
L’étude, dirigée par Lilian Lucas, chercheur de premier cycle à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, avec l’étudiant diplômé Jack Albright, l’ancien étudiant diplômé Yan Zhan et le professeur de géologie Patricia Gregg, a utilisé la modélisation numérique par éléments finis pour étudier la stabilité de la roche qui entoure les systèmes volcaniques. mais avec une nouvelle tournure. L’équipe a tenu compte de la pression supplémentaire des volcans de glace glaciaire lors de la prévision du moment des éruptions.
« Les prévisions volcaniques impliquent de nombreuses variables, notamment la profondeur et la taille de la chambre magmatique d’un volcan, la vitesse à laquelle le magma remplit cette chambre et la résistance des roches qui contiennent la chambre, pour n’en nommer que quelques-unes », a déclaré Lucas. « La prise en compte de la pression sus-jacente des calottes glaciaires polaires est une autre variable critique, mais mal comprise. »
Le volcan Westdahl Peak, situé le long de la chaîne des îles Aléoutiennes dans l’ouest de l’Alaska, constitue un excellent modèle d’étude car il est bien instrumenté et surveillé en permanence par l’Observatoire des volcans de l’Alaska, ont déclaré les chercheurs.
« Les îles Aléoutiennes sont assez éloignées, mais elles se trouvent le long d’une importante route de transport aérien et commerciale reliant l’Amérique du Nord et l’Asie de l’Est », a déclaré Albright. « Les cendres volcaniques dans l’atmosphère sont dangereuses pour les moteurs d’avion et peuvent provoquer des perturbations majeures du trafic aérien, donc des prévisions plus précises, même à l’échelle des mois, peuvent fournir des informations de sécurité critiques pour le trafic aérien et les habitants à proximité. »
Pour déterminer comment la pression sus-jacente de la glace polaire peut affecter le moment des éruptions, l’équipe a effectué des simulations informatiques de réservoirs de magma de différentes tailles et formes, selon l’étude. Les chercheurs ont fait varier le flux, ou la quantité de magma qui pénètre dans le système par le bas, pour déterminer quand la pression correspondante dépasse la résistance de la roche environnante, ce qui peut provoquer une rupture de la roche entraînant une éruption.
« Nous insérons ensuite des paramètres pour différentes épaisseurs de glace dans chaque scénario de modèle et comparons le temps qu’il faut pour atteindre ce point de défaillance avec et sans glace », a déclaré Albright.
L’étude a rapporté que par rapport au temps qu’il faudrait au pic Westdahl pour éclater sans glace glaciaire, la présence de glace augmentera la stabilité du système magmatique et retardera la date d’éruption d’environ sept ans.
« Plus précisément, les modèles sans la présence de la pression de confinement de la calotte glaciaire ont calculé un temps d’éruption d’environ 93 ans », a déclaré Lucas. « L’ajout d’une calotte glaciaire d’un kilomètre d’épaisseur au modèle augmente alors la date d’éruption à environ 100 ans. Les modèles ne sont pas un outil parfait à utiliser pour prévoir les éruptions futures, cependant, nous sommes principalement intéressés par l’augmentation de cette période en tant que résultant de l’augmentation de la charge de glace.
En général, les résultats de l’étude ont indiqué que des épaisseurs de glace de 1 à 3 kilomètres peuvent retarder les éruptions volcaniques couvertes de glace pendant des années, voire des décennies.
« Ces augmentations dans le temps peuvent sembler insignifiantes à l’échelle géologique, mais elles sont significatives à l’échelle humaine », a déclaré Gregg. « À l’avenir, il sera important de tenir compte de la couverture de glace glaciaire dans les futurs efforts de prévision. »
L’équipe a reconnu que des études antérieures ont examiné comment les changements saisonniers tels que la couverture de neige annuelle pourraient affecter l’intervalle d’éruption des volcans. Cependant, par rapport à la charge totale que la chambre magmatique doit surmonter pour entrer en éruption, il est peu probable que de petites variations saisonnières jouent un rôle majeur pour la plupart des systèmes.
« La perte de glace saisonnière peut avoir un impact sur le moment de l’éruption pour les systèmes proches de l’échec », a déclaré Zhan. « En outre, il sera important d’examiner comment le changement climatique et la fonte des glaces glaciaires pourraient avoir un impact sur le pic Westdahl et d’autres volcans de haute latitude à l’avenir. »
Les résultats de l’étude sont publiés dans la revue Frontières en sciences de la Terre.
Lilian C. Lucas et al, L’impact des calottes glaciaires sur la stabilité mécanique des systèmes magmatiques : implications pour la prévision à l’échelle des temps humains, Frontières en sciences de la Terre (2022). DOI : 10.3389/feart.2022.868569. www.frontiersin.org/articles/1 … art.2022.868569/full