Un subtil point de basculement chimique régit le style d'éruption des magmas rhyolitiques
Publié par Adrien le 19/12/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Une équipe de chercheurs de l'Université de Bristol, de l'Université de Munich et de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP / CNRS / Université Paris Diderot / Université La Réunion) vient de révéler que des changements se produisant à une échelle nanoscopique dans un magma rhyolitique peuvent provoquer des modifications catastrophiques dans la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des éruptions volcaniques qui peuvent alterner entre des éruptions effusives et explosives.

Certaines des grandes catastrophiques climatiques résultent du changement de style éruptif de volcans rhyolitiques, dont les éruptions pouvant en effet alterner entre éruption effusive et éruption explosive.

Trois facteurs clés peuvent, en s'additionnant, modifier la structure et la viscosité d'un magma rhyolitique et provoquer ainsi des changements de dynamisme éruptive:
- une augmentation du rapport, RK=K/(Na+K) provoque une augmentation de la viscosité de plusieurs ordre de grandeur ;
- l'indice rhéologique agpaitique, RAI=(Na2O+K2O+MgO+CaO+FeO)/(Al2O3+Fe2O3) pour lequel des valeurs inférieures à 1 se corrèlent avec de forte viscosité,
- la présence de nanolite d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus...), qui vont également augmenter la viscosité.

En observant comment les rapports RAI et RK varient sur des dizaines d'éruptions volcaniques effusives et explosives, une équipe de chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Bristol, de l'Université de Munich et de l'IPGP a montré que les éruptions les plus explosives s'observaient pour des RAI inférieur à 1 et de RK supérieur à 0,5.


Transition entre éruption effusive et explosive, vu par les diagramme RAI versus Rk.

Ces résultats montrent que les changements infimes de composition chimique d'un magma rhyolitique jouent au premier ordre sur sa viscosité, contrairement à la teneur en eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) ou à la présence de cristaux. De tels changements, qui surviennent à une nano-échelle, sont donc susceptibles de provoquer des changements importants dans les dynamismes éruptifs des volcans rhyolitiques.
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