Notre nouvelle étude publiée dans Géoscience de la nature sur une ancienne chaîne de volcans australiens contribue à changer notre compréhension du volcanisme « point chaud ».
Vous serez peut-être surpris d’apprendre que l’est de l’Australie accueille le la plus longue chaîne de volcans de points chauds continentaux sur Terre. Ces volcans ont éclaté au cours des 35 derniers millions d’années (pendant 1 à 7 millions d’années chacun), alors que le continent australien se déplaçait sur une zone de chaleur (un point chaud) à l’intérieur de la planète, également connue sous le nom d’anomalie thermique fixe ou de panache du manteau.
Mais il apparaît le hotspot australien a diminué avec le temps. Et nous avons constaté que la structure interne des volcans et les éruptions ont changé en conséquence. Nos nouvelles découvertes montrent que la force des points chauds a des impacts clés sur l’évolution de la structure interne des volcans, ainsi que sur leur emplacement et leur durée de vie.
Les hotspots modifient la surface de la Terre
Les volcans de points chauds peuvent produire de très grands volumes de lave et jouer un rôle important dans l’évolution et l’atmosphère de la Terre. Aujourd’hui, les volcans de points chauds actifs célèbres incluent les volcans hawaïens dans l’océan Pacifique et les îles Canaries dans l’océan Atlantique. Ceux-ci sont connus sous le nom de volcans insulaires océaniques.
La chaîne australienne de points chauds offre une perspective continentale et couvre le cycle de vie d’un point chaud – une occasion unique de mieux comprendre comment fonctionnent les volcans des points chauds, pourquoi ils éclatent et comment ils évoluent avec le temps.
Nous avons découvert que la force du point chaud et l’apport de magma contrôlent la durée, la composition et l’explosivité des volcans à la surface. Il y a environ 35 à 27 millions d’années, le premier hotspot australien était fort et a généré d’énormes volcans durables à travers le Queensland où le magma (roche en fusion) a pris un chemin direct vers la surface.
En revanche, les volcans les plus récents (il y a 20 à 6 millions d’années) de la Nouvelle-Galles du Sud sont plus petits et ont des durées de vie plus courtes, ce qui suggère que le point chaud a perdu de sa force avec le temps. Fait intéressant, l’approvisionnement réduit a rendu le voyage du magma vers la surface plus compliqué, avec de nombreux arrêts (chambres magmatiques) et des éruptions plus explosives.
Le point de bascule s’est produit lors de l’étourdissement Tweed-Wollumbin (Avertissement de montage) paysage volcanique, qui s’est formé il y a 21 à 24 millions d’années à la frontière actuelle entre le Queensland et la Nouvelle-Galles du Sud.
Le voyage secret du magma
Pour découvrir le parcours du magma à l’intérieur du volcan, et les arrêts qu’il a effectués sur son chemin vers l’éruption, nous avons analysé des cristaux volcaniques. Ce sont les petits héros qui remontent à la surface. Principalement composé de minéraux silicatés comme olivine, pyroxène et plagioclaseles cristaux se développent dans les entrailles du volcan à haute température et enregistrent ce qui se passe avant le début des éruptions.
Ces cristaux sont assez simples dans les volcans du nord comme Boucland dans le Queensland, ce qui signifie qu’ils traversent peu de chambres magmatiques simples. En revanche, les cristaux deviennent très complexes dans les volcans du sud comme Nandewar et Warrumbungle en Nouvelle-Galles du Sud, ce qui signifie qu’ils ont eu un voyage compliqué à travers de nombreuses chambres magmatiques très fréquentées – de nombreux arrêts.
Surtout, lorsque le magma s’arrête dans une chambre, il se refroidit et devient plus visqueux et difficile à éclater, un peu comme du dentifrice froid, au lieu du café chaud. Ce magma épais et paresseux peut avoir besoin d’un nouveau magma plus chaud (caféiné !) pour venir le pousser à éclater.
Si cela se produit, les gaz piégés dans le magma plus froid peuvent ne pas pouvoir s’échapper, car le magma est si épais. Cela se traduit par une accumulation de pression, qui finit par exploser comme une bouteille de boisson gazeuse secouée – une éruption volcanique explosive.
Une horloge spéciale
Les coulées de lave froide et durcie que nous voyons sous la forme de roches volcaniques contiennent une horloge spéciale – les éléments chimiques radioactifs se sont lentement décomposés en produits de filiation stables qui s’accumulent et augmentent en concentration au fil du temps.
La beauté de ce processus est que nous savons à quelle vitesse il se produit. En mesurant le rapport de l’élément radioactif et de son produit de filiation stable, nous pouvons calculer l’âge d’une roche volcanique. En mesurant l’âge de chaque coulée de lave du bas vers le haut du volcan, on peut mesurer sa durée de vie.
Notre étude montre la pertinence des volcans australiens, même s’ils sont pour la plupart éteints, pour mieux comprendre les éruptions qui ont façonné l’évolution de notre planète. Nous démontrons le rôle fondamental de la force des points chauds et de l’approvisionnement en magma sur le paysage terrestre, ainsi que les styles d’éruption et les durées de vie des volcans.
Cette percée permet de visualiser la structure interne des volcans des points chauds et leur évolution, facilement accessible de manière unique dans l’ancien paysage australien exposé.
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