SUPERVOLCANS

Si la notion de supervolcan est assez récente, c'est parce qu'elle se rapporte à des appareils volcaniques qui se manifestent rarement ; on ne trouve d'ailleurs aucune trace de superéruption dans l’histoire des civilisations humaines. Le premier à suggérer l'idée de superéruption fut le géologue néerlandais Reinout Willem van Bemmelen en 1949, alors qu'il étudiait les dépôts volcaniques gigantesques entourant le lac Toba sur l'île de Sumatra en Indonésie. Le terme officiel fut employé la première fois en 1992 par les volcanologues M. R. Rampino et S. Self dans une lettre à la revue Nature décrivant les effets catastrophiques induits par cette éruption du Toba, il y a 74 000 ans. La plus récente des superéruptions date de vingt-six mille ans ; elle a été produite par le volcan Oruani dans la zone volcanique du Taupo en Nouvelle-Zélande. On évalue la probabilité des superéruptions à une tous les cent mille ans environ (un peu plus que la probabilité que la Terre soit frappée par une météorite de plus d'un kilomètre de diamètre).

L'étude des superéruptions, et des supervolcans qui les produisent, s'inscrit dans le cadre général établi en volcanologie physique pour décrire les dynamismes éruptifs. On reconnaît classiquement deux modes de mise en place des laves : le mode effusif, où une lave peu visqueuse s'écoule, sous l'effet de la gravité, sur les pentes du volcan, et le mode explosif, où une lave plus visqueuse libère, lors d'explosions plus ou moins violentes, les gaz qu'elle contient. Les quantités de lave produites lors des éruptions effusives, typiques des volcans boucliers (Hawaii, île de La Réunion, etc.), peuvent être phénoménales et donner naissance à des plateaux magmatiques immenses, comme celui du Deccan en Inde (C. G. Farnetani, « Les points chauds », in La Science au présent, Encyclopædia Universalis, 2010). Il ne s'agit cependant pas de superéruptions car elles se produisent de façon continue et non catastrophique. Les éruptions explosives au contraire sont soudaines et brutales, et caractérisées par un degré d'explosivité variable, déterminé par l'indice V.E.I. (Volcanic Explosivity Index) ou magnitude (donnée par le logarithme en base 10 de la masse de magma éjectée, à laquelle on enlève sept unités ; cf. tableau). Les éruptions effusives ont un indice V.E.I. de 0. Les éruptions de type strombolien ou vulcanien se produisent régulièrement et sont de moyenne intensité (V.E.I. ≈ 2-3) ; elles impliquent des quantités de magma limitées, inférieures au millième de kilomètre cube. Ces deux paramètres (intensité et quantité de magma) augmentent conjointement lorsque l'on considère les éruptions explosives au sens strict, encore appelées pliniennes, dont font partie les superéruptions.

Phénoménologie des éruptions volcaniques explosives

Les éruptions pliniennes entraînent la formation d'un panache volcanique turbulent au-dessus de l'évent, qui s'élève dans l'atmosphère et s'étale pour former une ombrelle entre 10 et 35 kilomètres d'altitude. De cette colonne peuvent naître des coulées pyroclastiques, avalanches ardentes de cendres, de ponces et de blocs, d'autant plus dévastatrices que le débit de l'éruption est important. Les éruptions subpliniennes, avec un indice V.E.I. de l'ordre de 4, forment des panaches de près de 10 kilomètres de hauteur, avec des débits éruptifs (plus précisément des flux de masse) de l'ordre de la dizaine de millions de kilogrammes par seconde (10⁷ kg/s). Les superéruptions, avec un indice V.E.I. supérieur à 8, impliquent des volumes de magma de plusieurs centaines de kilomètres cubes, et des débits supérieurs à la dizaine de milliards de kilogrammes par seconde (≥ 10¹⁰ kg/s). Ces éruptions forment[...]