Géochimie des fluides
Le gaz qui s’échappe du magma à l’intérieur de la croûte terrestre contient un grand nombre d’informations concernant le type de magma, ses mouvements ainsi que l’état chimique, thermique et mécanique des roches qu’il traverse. En conséquence, la surveillance des gaz volcaniques est d’une importance fondamentale pour évaluer l’état général du volcan et du magma qu’il contient. Cette surveillance est possible grâce à la récolte, continue ou périodique, d’échantillons de fluides de nature variée contenant un certain pourcentage de gaz magmatiques. Ces fluides proviennent des gaz qui sortent du cratère du volcan, des fumerolles des émanations gazeuses du sol et des jaillissements d’eau. Les données mesurées sont la composition chimique du fluide, sa température, la masse de gaz émise dans le temps ainsi que de nombreuses autres plus complexes tels l’oxydation et la composition isotopique. L’imminence d’une éruption volcanique est normalement précédée d’une augmentation de la quantité totale de gaz émis ainsi que d’une variation dans la composition chimique de ces gaz assortie d’une augmentation de leurs constituants magmatiques.
Évaluation de l’aléa volcanique
La connaissance des caractéristiques attendues d’une éruption est fondamentale pour amenuiser les risques volcaniques. En effet, l’impact d’une éruption volcanique sur les régions alentours varie énormément d’une éruption à l’autre. La description des caractéristiques des éruptions (effusives ou explosives), de la grande variabilité des mécanismes volcaniques, el du large éventail de phénomènes éruptifs de volcans variés ou d’un même volcan, sans oublier les diverses phases éruptives d’une éruption, montre pourquoi il peut être nécessaire de prévoir le type d’une éruption volcanique afin d’évaluer et de réduire les risques inhérents. H est donc nécessaire de bien connaître le comportement passé d’un volcan et son état actuel, pour faire des prévisions sur son comportement à venir. Alors que la surveillance volcanique décrite jusqu’ici apporte surtout des réponses aux questions « où » et « quand » une éruption aura-t elle lieu, la connaissance de l’histoire éruptive du volcan et la simulation physico-mathématique des éruptions fournissent des réponses à la question «comment» sera la prochaine éruption.
Au travers de la reconstruction de l’histoire du volcan sur la base des caractéristiques et de l’étendue des dépôts volcaniques, il est possible de déterminer les zones les plus fréquemment sujettes à des processus éruptifs particuliers et d’établir pour chacune de ces zones des critères de risques basés soit sur la fréquence, soit sur l’intensité des phénomènes volcaniques. En outre, la connaissance de l’histoire éruptive d’un volcan permet d’évaluer de manière appropriée son état actuel et de prévoir quelques paramètres importants pour une prochaine éruption, comme par exemple, la composition du magma qu’il est essentiel de connaître pour évaluer les mécanismes volcaniques en préparation. S’appuyant sur un modèle de l’état actuel du volcan – qui rassemble les connaissances stratographiques, chimiques, physiques et structurelles du volcan et des produits – la simulation physico-mathématique des éruptions permet d’étudier la dynamique de l’éruption à venir et son impact sur l’environnement immédiat. Le système volcanique et les mécanismes qui caractérisent la remontée du magma et sa mise en place en surface, sont traduits en termes de lois de la physique et de la chimie, puis sont résolus en équations par des programmes sophistiqués de calculs informatiques. De cette manière, il est possible de prévoir le type de phénomènes éruptifs à venir, les différentes zones concernées par chacun de ces phénomènes et l’époque de chaque épisode dangereux. En outre, on peut évaluer un grand nombre de variables physiques qui caractérisent une éruption en préparation et les phénomènes qui y sont associés pour, en fin de compte, obtenir une estimation de l’aléa volcanique qui complète celle provenant des études stratigraphiques et ainsi fasse une synthèse des connaissances du volcan concerné.
Vidéo : Géochimie des fluides
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