Le “chant” émis par les volcans pourrait contenir des indices sur leurs futures éruptions

Atlantico : Dans votre étude, "Évolution de la température du magma et du contenu volatil au cours de l'éruption au sommet du volcan Kīlauea en 2008-2018", vous soutenez que le son produit par les lacs de lave d'un volcan pourrait aider à anticiper son éruption. Qu'est-ce qui produit ce son et le fait varier ? Comment cela pourrait-il aider à anticiper les éruptions ?

Leif Karlstrom : Ce n'est pas vraiment le son que nous étudions, mais les signaux sismiques (et la déformation du sol) enregistrés par le réseau sismique et GNSS exploité par l'USGS Hawaiian Volcano Observatory. Les signaux que nous étudions sont un type de sismicité observé au niveau des volcans communément appelés signaux « Very Long Period » ou VLP, avec une gamme de fréquences caractéristique. Les signaux sont générés par une excitation impulsive d'oscillations dans le conduit peu profond de Kilauea et le réservoir de magma sommital, déclenché généralement par des roches tombant des parois du cratère sur la surface active du lac de lave.

Quelles informations peuvent être révélées par le “chant” d'un volcan ? Quels moyens utiliser pour recueillir ces informations ?

Les périodes et les taux de décroissance des signaux sismiques VLP sont sensibles à la géométrie et aux propriétés fluides (température et teneur en gaz) du magma dans le système de plomberie du volcan, donc en faisant correspondre ces caractéristiques avec un modèle numérique, nous pouvons déduire l'état du volcan à travers le temps – ces événements enregistrés par les sismomètres sont le « chant » du volcan. Plusieurs milliers d'événements se sont produits au cours de l'éruption de 2008-2018, constituant un enregistrement quasi continu de l'évolution des propriétés du magma qui peut être comparé aux changements d'activité et d'état éruptif observés à la surface.

Quelles sont les possibilités offertes par cette découverte ? Pourraient-elles un jour s'appliquer à tous les types de volcans et aider à éviter certaines catastrophes, comme la tragique éruption du mont St Helens en 1980, qui a fait 57 morts ?

Cette technique ne sera pas applicable à tous les volcans, et je ne suis pas au courant de signaux similaires enregistrés pendant le mont St Helens 1980. Mais, lorsqu'il est observé, ce type de sismicité VLP résonnante peut augmenter d'autres approches standard de surveillance des volcans pour déduire l'état actuel et éventuellement prévoir l'activité future.

Pourquoi tous les volcans ne “chantent-ils” pas ?

De nombreux volcans font éclater du magma beaucoup plus visqueux que le Kilauea et, par conséquent, un comportement de résonance similaire est inhibé car les signaux s'atténuent trop rapidement. De plus, il faut un mécanisme d'excitation cohérent (chutes de pierres dans le cas du Kilauea), qui n'est pas toujours présent.

Prévoir les futures éruptions est évidemment un défi majeur. Disposons-nous actuellement d'autres méthodes qui pourraient être renforcées ou complétées par vos découvertes ?

Notre approche complète d'autres techniques de surveillance sismique et géodésique, en établissant un lien explicite entre les mouvements fluides dans le magma et la déformation solide du volcan.