Découverte de six volcans sous-marins au large de la Sicile

À l'apparition de ces monticules rocheux sur son écran d'ordinateur à bord du navire de recherche OGS Explora, la géophysicienne Emanuele Lodolo n'en croyait pas ses yeux. À environ 6 km des côtes siciliennes, l'équipe venait de tomber sur un volcan jusque-là inconnu dont la traînée de lave s'étendait sur plus de 4 km vers l'ouest à travers le plancher océanique.

« Nous étions plutôt surpris de cette découverte parce que la côte n'est vraiment pas loin, » rapporte Lodolo, chercheur au sein de l'Institut national italien d'océanographie et géophysique expérimentale.

Baptisé Actea, cet édifice naturel est l'un des six volcans récemment découverts alors que les scientifiques étaient en train de cartographier le paysage sous-marin du canal de Sicile, une voie maritime au trafic intense située entre la Sicile et la Tunisie. Bien qu'Actea soit le plus proche du rivage, les six volcans ont été localisés dans la partie nord-ouest du canal, à moins de 22 km des côtes, comme le rapportent les chercheurs dans la revue Marine Geology.

Comparés à d'autres, ces volcans ne sont pas spécialement hauts avec une hauteur comprise entre 15 et 106 m à partir du plancher océanique. Cependant, en raison de leur localisation dans les eaux peu profondes du canal, leurs sommets ne sont pas profondément enfouis ; celui d'Actea par exemple n'est qu'à 33 m sous le niveau de la mer.

Les éruptions de volcans sous-marins peuvent présenter un danger pour les bateaux traversant le canal et les populations alentours. Lodolo précise tout de même que de plus amples recherches sont nécessaires pour mieux comprendre les risques potentiels que comportent ces nouvelles structures et d'autres géologues s'accordent à dire que les risques sont plutôt minimes. Quoi qu'il en soit, cette révélation de la présence de six volcans enfouis sous une région où circulent de nombreux navires souligne l'importance d'une exploration exhaustive des profondeurs sous-marines. (À lire : Mayotte : les mystérieuses ondes sismiques bientôt expliquées ?)

« Parfois, lorsqu'on s'intéresse à une zone encore méconnue, on ne sait pas vraiment ce que l'on va découvrir, » observe Jackie Caplan-Auerbach de la Western Washington University, spécialiste des volcans sous-marins. « Il y a encore de grands mystères dans les profondeurs des océans qui attendent d'être percés à jour. »

L'ITALIE ET SES BIZARRERIES GÉOLOGIQUES

La présence de six volcans à proximité de l'Italie n'est peut-être pas si surprenante que ça, étant donné que ces reliefs de feu parsèment le paysage. Le mot « volcan » tire d'ailleurs ses origines de l'île de Vulcano au nord de la Sicile où, selon la légende, le dieu romain Vulcain aurait forgé ses armes.

L'activité volcanique en Italie est due à la position géographique du pays, proche de plusieurs zones de collision entre plaques tectoniques, ces fragments de la croûte terrestre et du manteau supérieur dont le mouvement perpétuel s'apparente à celui d'auto-tamponneuses géologiques. Ces zones de collision prennent le nom de zone de subduction si au moment de la rencontre entre deux plaques tectoniques, l'une plonge sous l'autre. (À lire : États-Unis : les géologues fascinés par une plaque tectonique en fin de vie.)

Cependant, en Italie la situation est autrement plus compliquée. Le pays stationne à l'endroit même où s'entrechoquent les plaques africaines et eurasiatiques ; sauf qu'entre les deux se situe la microplaque Adriatique, à l'est de l'Italie, où elle suit un mouvement de rotation antihoraire. Et le sud de la Sicile n'a rien à envier à cette complexité toute italienne. Dans cette zone, le plancher océanique est en train de se disloquer et forme ce que l'on appelle un rift en raison de la légère rotation horaire des régions situées au sud-est de la Sicile.

« Ce sont des phénomènes plutôt étrange, » commente par message privé sur Twitter la volcanologue Boris Behncke de l'Institut national italien de géophysique et de volcanologie.

Au final, ces mouvements de surface étirent et compressent la région d'une infinité de façons et déclenchent la formation de volcans à sur terre comme en mer. Bien que la plupart des volcans sous-marins du canal de Sicile ne soient pas entrés en activité depuis le début de la tenue de registres écrits, l'un d'entre eux est tout de même entré en éruption en 1831 et a donné naissance à l'île éphémère de Ferdinandea aujourd'hui immergée à environ 40 km du littoral.

DE MINUSCULES COMPAS

Les nouvelles structures sont plus proches du rivage que ces volcans sous-marins déjà connus et ont émergé au beau milieu d'une série de failles orientées nord-sud qui auraient agi comme des conduits pour la remontée du magma selon les chercheurs. Au cours de deux expéditions de navires de recherches en août 2017 et février 2018 l'équipe a étudié ces structures dans leurs détails les plus fins. Ils ont commencé par examiner leurs surfaces variées en créant des cartes 3D de la topographie sous-marine sur lesquelles figurent les cratères, les coulées de lave, les traces laissées par des glissements de terrain, etc.

Ils ont ensuite procédé à une analyse magnétique pour confirmer que ces reliefs étaient bel et bien des volcans et non pas de simples collines sous-marines. Les roches ignées formées à partir de la cristallisation de la lave ou du magma contiennent une bonne dose de minéraux magnétiques. À mesure que la roche refroidit, les minéraux magnétiques agissent comme de minuscules aiguilles de compas et suivent l'orientation du champ magnétique terrestre, explique Caplan-Auerbach.

« On pourrait dire qu'ils se prosternent tous devant le nord magnétique puis se figent une fois la roche refroidie, » illustre-t-elle.

De ce fait, une plaque ou une colline de roche volcanique dans laquelle tous ces petits compas sont alignés présentera une forte anomalie magnétique et c'est exactement ce qu'ont aperçu les chercheurs après avoir scanné les flancs.

Les scientifiques ont également cartographié la sous-surface peu profonde par imagerie sismique réflexion haute résolution (SHR) dans laquelle une antenne acoustique émet une onde impulsionnelle puis enregistre le signal reçu après sa propagation dans le plancher océanique afin de créer une image des différentes couches de sédiment et de roche. Lodolo compare ce système à un examen de la Terre par rayons X qui leur permettrait de distinguer les structures délicates qui composent la sous-surface.

ANATOMIE D'UN VOLCAN

À partir de ces analyses, l'équipe a pu déduire que cinq des six volcans semblaient n'être entrés en éruption qu'une seule fois il y a environ 20 000 ans, à l'époque du dernier maximum glaciaire. Ces volcans appartiennent probablement à la catégorie des volcans monogéniques dont la formation s'effectue en groupe de cônes volcaniques qui n'entrent qu'une seule fois chacun en éruption avant de s'endormir. Une activité volcanique récente dans ce type de région est généralement due à la naissance d'un nouveau cône volcanique.

« Une zone va simplement être éjectée de temps en temps pour former un nouveau volcan, » résume Bill Chadwick, géologue spécialiste des événements survenant sur le plancher océanique au Marine Environmental Laboratory de la NOAA.

Cela dit, Actea pourrait bien être entré une nouvelle fois en éruption à une date ultérieure comme en témoigne la coulée de lave longue de 4 km que l'équipe a découverte solidifiée sur son flanc. Elle s'impose aujourd'hui comme la plus grande jamais mise au jour au nord-ouest du canal de Sicile, selon Lodolo qui la compare à celles éjectées par des colosses italiens comme l'Etna ou le Vésuve.

Actea et l'un de ses voisins volcaniques, Climene, affichent tous deux une autre particularité fascinante : des bulles s'élèvent de leurs cratères. Cependant, comme le rappelle Caplan-Auerbach, sans aucune analyse chimique de ces bulles, il reste difficile d'identifier leur source. Elles pourraient très bien provenir d'une activité biogénique génératrice de méthane gazeux mais elles pourraient également être le fruit d'une activité hydrothermale.

Si cette dernière hypothèse venait à être confirmée, « cela voudrait dire que ces volcans ne sont pas complètement éteints, » explique Chadwick, bien qu'une telle activité ne soit pas totalement synonyme d'éruption imminente mais témoigne plutôt de la présence de roches à la température élevée enfouies profondément enfouies sous les structures volcaniques.

Lodolo et son équipe espèrent pouvoir analyser prochainement les gaz émis par ce système volcanique afin de mieux cerner leur source. Ils prévoient également d'étudier la chimie des roches dans le but d'en apprendre plus sur la chronologie des éruptions passées et sur l'évolution de ces volcans. Après tout, des analyses plus poussées leur permettraient de décrocher de précieux indices sur l'apparition d'une activité volcanique en Sicile et peut-être même dans d'autres régions à travers le monde.

« L'analyse des interactions entre ces différents processus ajoute une nouvelle pièce au puzzle qu'est notre planète, » conclut Caplan-Auerbach. « Et comme pour tout puzzle, plus il y a de pièces en place, plus l'image est nette. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.