Laurent tourelle
Ce phénomène pourrait, à son tour, accélérer la fonte des glaces, ajoutant un cercle vicieux à nos préoccupations environnementales déjà croissantes. L’Antarctique abrite plus d’une centaine de volcans sous sa calotte glaciaire, et la diminution de la pression exercée par la glace pourrait réveiller certains d’entre eux. Selon une nouvelle étude, le risque d’activité volcanique dépend de la vitesse à laquelle la masse de glace disparaît.
Les températures plus élevées, provoquées par les activités humaines, amplifient déjà divers désastres naturels : incendies, inondations, sécheresses, vagues de chaleur, et possiblement des ouragans et des vagues de froid soudaines. Mais au moins, les tremblements de terre et les éruptions volcaniques semblaient jusque-là indépendants de nos actions, émanant de forces profondes à l’intérieur de la Terre. Du moins, c’est ce que l’on pensait.
Les calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland sont si massives qu’elles exercent une pression considérable sur le sol sous-jacent, comprimant la croûte terrestre. Certaines zones continuent même de se soulever lentement, des milliers d’années après la disparition des glaces qui les recouvraient durant la dernière période glaciaire. Cette pression influence également le comportement du magma dans les chambres volcaniques situées en profondeur. Pourtant, comme le souligne une nouvelle étude, « les effets de la perte de glace sur l’activité volcanique sous-jacente restent mal compris ».
Des preuves montrent que la déglaciation de la calotte glaciaire de Patagonie, à la fin de la dernière ère glaciaire, a entraîné une augmentation de l’activité volcanique. Cela suscite des inquiétudes quant à la possibilité que ce phénomène se reproduise ailleurs. Toutefois, fin 2022, les scientifiques ont reconnu qu’il existe des signes de danger, tout en soulignant les incertitudes et les défis liés aux recherches dans ces régions inhospitalières.
Les variations de pression – qu’elles augmentent ou diminuent – peuvent fracturer la croûte terrestre, ouvrant des voies par lesquelles le magma peut s’échapper, en particulier dans les chambres peu profondes.
Par ailleurs, lorsque la pression exercée par la glace diminue, l’eau et le dioxyde de carbone dissous dans le magma peuvent former des bulles, ce qui accroît la pression interne du magma et peut déclencher des éruptions. Malgré ces observations, la majorité des volcanologues demeurent prudents, incertains de la quantité de glace qui devrait fondre pour provoquer ces effets, et de la probabilité qu’ils surviennent effectivement.
Mener des expériences directes sur ce sujet est difficile, compte tenu des forces colossales impliquées. Par ailleurs, des expériences visant à provoquer des éruptions volcaniques ne seraient évidemment pas bien accueillies par les populations environnantes. C’est pourquoi une équipe dirigée par Allie Coonin, doctorante à l’Université Brown, s’est tournée vers la modélisation informatique pour explorer les interactions entre la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental (WAIS) et les vastes volcans situés en dessous.
Bien que la WAIS soit beaucoup plus petite que la calotte orientale, elle est souvent étudiée car elle est considérée comme plus vulnérable à un effondrement rapide. « Pourtant, sa position au-dessus d’une faille volcanique active est rarement prise en compte », notent Coonin et ses collègues.
Le rôle du WARS dans l’amplification des risques liés à la fonte glaciaire
Sous la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental (WAIS) se trouve le système de rift antarctique occidental (WARS), une des plus vastes provinces volcaniques du globe. Ce système s’est formé il y a environ 100 millions d’années, à une époque où les dinosaures affrontaient leurs derniers jours. Les auteurs de la nouvelle étude soulignent des preuves antérieures indiquant que ce rift reste actif aujourd’hui.
Malgré les nombreux mystères entourant cette province inaccessible, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour étudier des chambres magmatiques typiques, en s’appuyant sur les propriétés connues du basalte local. Ils ont également supposé la présence d’eau et de dioxyde de carbone dissous dans le magma.
Les simulations ont révélé que la fonte des glaces entraîne une diminution de la pression dans les chambres magmatiques, ce qui peut déclencher des éruptions. « Nous démontrons que le taux de déchargement influence la masse cumulée émise et, par conséquent, la chaleur libérée dans la glace », expliquent les chercheurs. Ces interactions deviennent encore plus complexes lorsque la vitesse de fonte de la glace correspond à des paramètres volcaniques clés, comme le taux de recharge du magma dans une chambre.
Par exemple, si une calotte glaciaire d’un kilomètre d’épaisseur fond en 300 ans au lieu de 3 000, les modèles prévoient que 50 millions de tonnes de matière supplémentaires pourraient être libérées. Naturellement, les quantités de magma qui auraient été émises dans tous les cas seraient expulsées beaucoup plus rapidement.
Toutefois, même une fonte progressive contribuerait à accroître l’activité volcanique. Les auteurs précisent : « Même si le réchauffement anthropique actuel cessait immédiatement, les effets de la décharge subie par les volcans sous-glaciaires de la région WARS continueraient d’influencer leur comportement pendant des centaines, voire des milliers d’années. »
Chaque augmentation de l’activité magmatique libère de la chaleur, de la lave et des cendres. Cette chaleur supplémentaire réchauffe la calotte glaciaire par le bas, accélère la fonte de sa surface et agit là où elle rencontre l’océan, amplifiant encore davantage la fonte.
Les simulations suggèrent qu’une seule chambre magmatique typique pourrait entraîner la fonte d’environ 3 millions de mètres cubes de glace (soit 100 millions de pieds cubes) en raison de la chaleur additionnelle. Ce phénomène déclenche ensuite d’autres éruptions, perpétuant un cycle destructeur.
Le WARS abrite un nombre inconnu de chambres magmatiques, mais les estimations avancent qu’il pourrait en compter une centaine. À cela s’ajoute un autre effet aggravant : la fonte à la base de la calotte glaciaire réduit la friction, accélérant ainsi la glisse de la glace dans l’océan.
L’étude est publiée dans Geochemistry, Geophysics, Geosystems .
