Le chlore, marqueur de la profondeur de stockage des magmas
Le comportement des éléments d’un magma dépend de leurs affinités respectives pour les phases minérales, mais aussi de la présence éventuelle d’une phase fluide aqueuse qui s’individualise à basse pression. De l’existence et de la profondeur des réservoirs magmatiques dépend, entre autres, le type d’éruption — plus ou moins explosif, et donc plus ou moins dangereux pour les populations. La connaissance de la profondeur des réservoirs et de son évolution dans le temps est donc un indicateur précieux pour la gestion des risques autour des volcans actuellement actifs.
Des chercheurs ont étudié le comportement du chlore dans les magmas. Cet élément incompatible s’enrichit dans la phase silicatée fluide au cours de la cristallisation fractionnée d’un magma. En deçà de 200 MPa (environ 8 km), l’exsolution d’une phase fluide provoque une redistribution du chlore entre les différentes phases en présence. À composition chimique donnée, la concentration en chlore est alors tamponnée : la teneur du liquide silicaté devient fixe et dépend uniquement de la pression, donc de la profondeur.
Lors d’une éruption, l’étude des roches émises permet d’observer leur degré de différenciation : elles contiennent des inclusions vitreuses représentant le liquide silicaté figé au moment de l’émission. Si le magma évolue lors de sa remontée, on observe une augmentation de la teneur en chlore dans ces inclusions. Si le magma reste stocké dans un réservoir peu profond, la teneur en chlore reste constante et indique la pression — donc la profondeur — du réservoir.
L’étude historique des éruptions peut ainsi révéler la stabilité ou l’évolution de la profondeur du réservoir magmatique source. La méthode a été appliquée au Vésuve et à ses éruptions survenues depuis environ 22 ka.
Communiqués et publications
Actualité du CNRS – INSU : La profondeur des réservoirs magmatiques à l’origine des éruptions du Vésuve déterminée grâce au chlore .
Article scientifique : H. Balcone-Boissard, G. Boudon, R. Cioni, J. D. Webster, G. Zdanowicz, G. Orsi, L. Civetta (2016) — Chlorine as a geobarometer for alkaline magmas: Evidence from a systematic study of the eruptions of Mount Somma-Vesuvius , Scientific Reports, 6, 21726.
À retrouver sur Planet-Terre
- L’éruption du Vésuve en 79 apr. J.-C. , par É. Kaminski
- Le Vésuve, témoin d’une subduction classique ? , par G. Chazot, H. Bertrand et P. Thomas
- Modélisation des dynamismes volcaniques : éruptions explosives et panaches éruptifs , conférence d’É. Kaminski