La terre a tremblé en Italie. Des dizaines de secousses sismiques d’une intensité inédite depuis 40 ans ont été enregistrées ce lundi 20 mai au soir sur les Champs Phlégréens, près de Naples, sans faire de dégâts majeurs mais semant la panique parmi les habitants. Ce tremblement de terre, et les centaines d’autres survenus depuis, ont couronné la période d’activité sismique la plus intense que Campi Flegrei ait connue depuis des décennies. Au cours des deux derniers mois, plusieurs milliers de secousses de faible magnitude ont été enregistrées dans la région. La communauté scientifique s’accorde à dire que ces secousses sont des signes de réveil du volcan. La question reste de déterminer la probabilité que le volcan explose.
Il existe 20 super volcans dans le monde et le Campi Flegrei, situé dans l’agglomération de Naples, est un des plus actifs actuellement. Ce vaste complexe volcanique, composé de 24 cratères, est le super volcan le plus dangereux d’Europe. Il s’étend sur plusieurs kilomètres, à l’ouest de la périphérie de Naples jusqu’à la mer Tyrrhénienne, et est partiellement submergé sous la baie de Pouzzoles. Sa dernière éruption date de 1538 et il est resté endormi depuis près de 500 ans. Cependant, depuis 1950, le Campi Flegrei s’est réveillé et a connu quatre épisodes de soulèvement, selon un article publié par la revue Nature. Ce super volcan est surveillé étroitement par les scientifiques et les vulcanologues depuis plusieurs années. Plus de 2 millions d’habitants vivent dans cette caldeira et aux alentours.
Aujourd’hui, en raison des nombreux séismes qui se sont enchaînés durant ces dernières années, le Campi Flegrei est devenu une des zones volcaniques les plus surveillées au monde. Ce sont les signes précurseurs d’une potentielle éruption. Voilà pourquoi les scientifiques vérifient constamment divers paramètres de l’activité volcanique : champ gravitationnel, émissions de gaz, vibrations et la déformation du sol, etc. Il faut dire que l’éruption d’un tel super volcan pourrait avoir des conséquences dévastatrices.
Le volcan comprend deux douzaines de cratères et d’autres structures sur une zone de 14 kilomètres de diamètre. Un tiers de cette zone se trouve sous la mer Tyrrhénienne, entre l’Italie continentale et l’île de Sardaigne. Le volcan est actif depuis au moins 80 000 ans. Sa caldeira – la dépression créée par l’effondrement du toit d’un volcan sous l’effet de la vidange des chambres magmatiques – s’est formée à la suite de deux éruptions violentes, il y a 39 000 et 15 000 ans. La plus ancienne a provoqué un hiver volcanique dans un rayon de 100 km, a envoyé des cendres jusqu’en Russie et a brusquement refroidi le climat dans le monde entier. Les cendres et les gaz toxiques qu’il crache mettraient en péril les cultures, plongeraient la Terre dans le froid et engendreraient une extinction de masse.
En 2002, la découverte d’une mandibule humaine au fin fond d’une grotte en Roumanie révolutionne le monde scientifique. Le crâne reconstitué combine des traits de Sapiens et de Néandertal ! Preuve qu’il y a eu hybridation entre les deux espèces. En 2010, l’étude du génome néandertalien révèle que, selon Joshua Akey, de l’université de l’État de Washington, « à l’exception de l’Afrique, toute l’humanité a des ancêtres néandertaliens. En moyenne, la proportion constitue entre 1,9 et 2,1 % du génome d’un individu ». Pendant plus de dix mille ans, les deux espèces cohabitent sur la planète. La cause de la disparition de l’homme de Néandertal serait alors à chercher du côté des catastrophes naturelles…
Une série d’études ont mis récemment en lumière l’éruption, il y a 39 000 ans, de la plus grande structure volcanique européenne située en Italie, à l’ouest de Naples : les champs Phlégréens. Cette explosion cataclysmique semble avoir été à l’origine de la fin de cette espèce, moins nombreuse et moins dispersée sur la planète que l’homme moderne. « Ils étaient au mauvais endroit au mauvais moment, résume le paléontologue Clive Finlayson. Une seule population a survécu : la nôtre. »
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Source : L’Apocalypse de Néandertal, documentaire réalisé par Jason Levangie, 2015
La secousse d’une magnitude de 4,4 enregistrée de 20 mai, à 2,5 kilomètres de profondeur, a été précédée quelques minutes plus tôt par une secousse de magnitude 3,5 et suivie de dizaines de répliques. Cet « essaim sismique » comme l’appellent les vulcanologues a semé la panique dans la population. Les pompiers ont fait état sur le réseau social X de « fissures » et de « chutes de corniches » tandis que des vidéos montraient le sol d’un supermarché jonché de bouteilles de lait ou d’alcool tombées des rayons à Pouzzoles, commune située dans la zone d’activité des Champs phlégréens dans laquelle résident un demi-million de personnes. D’autres vidéos montrent des dizaines de personnes errant, hébétées, dans la rue.
Sciame sismico ai Campi Flegrei, 20 maggio 2024: comunicati di aggiornamento https://t.co/9NqmcHxZ1B
— INGVterremoti (@INGVterremoti) May 20, 2024
Signes de réveil
La tension parmi les habitants est restée élevée car les scientifiques ne savent pas avec certitude ce qui se passe sous la surface. La communauté scientifique s’accorde à dire que les secousses et le soulèvement sont des signes de réveil du volcan. Mais elle s’efforce de rectifier deux explications concurrentes du gonflement du sol, qui font l’objet de débats depuis des décennies et qui mettent mal à l’aise les habitants et les chercheurs. Une réponse à ce mystère géologique pourrait aider les scientifiques à déterminer la probabilité que le volcan explose. Elle pourrait également fournir aux géologues du monde entier des signes d’alerte qu’ils pourraient rechercher lorsque d’autres grands volcans commenceront à gronder, en particulier les super volcans tels que Yellowstone dans le nord-ouest des États-Unis, Toba en Indonésie et le complexe volcanique Altiplano-Puna en Argentine, en Bolivie et au Chili.
Selon l’un des modèles – appelons-le modèle du magma peu profond – la sismicité et le bombement sont dus à la poussée du magma pour percer la surface et provoquer une éruption explosive, avec une sortie violente de magma très probable à court terme. Dans le modèle des fluides chauds, la vapeur et les gaz chauds libérés par le magma situé plus profondément dans le sous-sol sont également en cause. Dans ce cas, l’activité sismique en cours pourrait s’arrêter brusquement ou culminer en une éruption phréatique – le volcan projetterait des liquides chauds, des gaz et des fragments de roche au lieu de la lave. La menace serait alors moindre, même si elle resterait mortelle en raison du grand nombre de personnes vivant à proximité.
« Tout le monde s’accorde à dire que le magma est impliqué« , déclare Roberto Moretti, professeur agrégé de géochimie et de volcanologie à l’université de Campanie Luigi Vanvitelli, en Italie, et partisan du modèle des fluides chauds depuis 2013. Mais les scientifiques ne sont pas d’accord sur le rôle exact du magma et, par conséquent, sur sa proximité avec la surface. « D’où la grande question : Où se trouve le magma ?« , interroge M. Moretti.
Où se trouve le magma ?
Après sa dernière éruption, en 1538, le volcan s’est tu. À ce moment-là, « toute connexion antérieure entre la roche en fusion sous terre et la surface a été scellée« , explique Christopher Kilburn, professeur de volcanologie et de risques géophysiques à l’University College de Londres. La croûte sert donc de barrière et Kilburn explique qu’avant qu’une nouvelle éruption puisse avoir lieu, la croûte doit être rompue, créant ainsi un nouveau passage pour la lave ou les fluides.
Les scientifiques pensent que c’est ce qui se passe depuis que le Campi Flegrei s’est réveillé dans les années 1950. À cette époque, une sismicité modeste s’est développée, associée à une lente flexion du sol qui se soulève et s’enfonce. Selon les scientifiques, la pression exercée par la partie supérieure de la croûte terrestre sur celle-ci à une profondeur de deux à trois kilomètres provoque son étirement et sa fracture, créant ainsi des tremblements de terre superficiels et le bombement de la surface. Entre 1982 et 1984, le sol s’est élevé de 1,8 mètre et quelque 30 000 personnes ont été évacuées lors de ce que de nombreux scientifiques considèrent comme une éruption avortée : le magma serait monté près de la surface, mais quelque chose aurait ensuite interrompu son ascension. Le sol a recommencé à se dégonfler jusqu’en 2004, date à laquelle le soulèvement actuel a commencé.
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Selon un article de 2023 cosigné par Kilburn dans Communications Earth & Environment, chaque épisode de soulèvement étire davantage la croûte, créant des conditions plus favorables à une rupture et ouvrant la voie à une éruption. Mais c’est là que le bât blesse. Selon le modèle du magma peu profond, la montée du magma exerce une pression sur la croûte, ce qui s’est produit lorsque le sol s’est soulevé dans les années 1980. Selon le modèle des fluides chauds, qui a gagné en popularité depuis l’augmentation de la sismicité dans la région en 2016, le magma se trouve plus profondément, mais il envoie des quantités de plus en plus importantes de vapeur et de gaz chauds vers la surface.
Il reste difficile de trouver des preuves définitives pour l’un ou l’autre modèle. Les géophysiciens n’ont pas d’accès direct aux phénomènes souterrains complexes qu’ils étudient. Ils analysent donc les signaux indirects de ces processus qui atteignent la surface, tels que la sismicité, le soulèvement du sol et les gaz émis par des évents appelés fumerolles. « Ce phénomène n’est pas propre au Campi Flegrei« , précise M. Kilburn. « Chaque fois qu’un volcan se réveille, nous devons tous faire preuve d’un peu d’imagination pour comprendre la signification des signaux ». Moretti compare les efforts des volcanologues à ceux des médecins du passé qui essayaient de discerner les maladies humaines uniquement à partir des symptômes de la personne, sans avoir une connaissance détaillée des processus internes de l’organisme.
Moretti et Kilburn, entre autres, notent que le soulèvement a été jusqu’à présent plus lent qu’en 1982-1984, lorsqu’il était probablement causé par la remontée de magma à faible profondeur, ce qui n’a pas vraiment été observé dans les circonstances actuelles. Le modèle des fluides chauds serait cohérent avec les grandes quantités de dioxyde de carbone mesurées dans les fumerolles et avec la forme du bombement du sol, qui est plus important à l’épicentre, près de la ville de Pozzuoli, en Italie, et qui diminue progressivement à partir de là.
Forer pour comprendre
La seule investigation que les scientifiques peuvent mener est le forage. « Les forages sont le moyen le plus efficace et le plus direct d’étudier la géologie et les volcans« , explique Giuseppe De Natale, directeur de recherche à l’Institut national de géophysique et de volcanologie d’Italie, qui a accepté de parler à Scientific American en tant que chercheur individuel et non en tant que représentant de l’institut. M. De Natale a dirigé les efforts de forage d’un puits pilote de 500 mètres en 2012, qui a fourni aux scientifiques des informations stratigraphiques plus précises sur les origines et les limites de la caldeira. Mais il explique que les politiciens et les médias locaux, ainsi qu’un scientifique local, ont commencé à « faire la guerre » au projet en le décrivant comme dangereux. L’opinion publique s’est opposée à un deuxième forage de 3,5 km, ce qui a conduit les bailleurs de fonds à retirer leur soutien.
Il n’est pas certain que le soutien à de nouveaux forages ait augmenté maintenant que la menace semble plus grande. Selon M. De Natale, l’annonce d’un nouveau forage provoquerait probablement une réaction similaire, c’est pourquoi les initiatives de forage ont pour l’instant été mises de côté. Le forage d’un puits de 3,5 km prendrait environ un mois. Il aurait un diamètre de 30 à 35 centimètres près de la surface et de 10 à 12 cm en profondeur. Un tel forage percerait inévitablement la croûte terrestre, mais M. De Natale affirme que cela poserait peu de risques pour les habitants de la région, car les forages modernes sont équipés d’obturateurs anti-éruption, des dispositifs mécaniques également utilisés dans les puits de pétrole, qui surveillent et scellent les forages lorsque la pression dépasse un certain seuil. Selon M. Moretti, le forage pourrait provoquer des séismes et des fluides chauds, et acides pourraient jaillir, comme c’est le cas dans les geysers.
Les forages permettraient aux scientifiques d’étudier les composés géochimiques profonds, ainsi que les roches, notamment leur température et leur pression. En outre, les forages aideraient les chercheurs à comprendre jusqu’à quel point la croûte terrestre peut s’étirer. « Nous savons que le sol s’est soulevé de quatre mètres depuis 1950 et de 1,17 mètre depuis 2005, mais nous ne savons pas quelle pression supplémentaire les roches peuvent supporter« , explique M. De Natale. Selon lui, un soulèvement de quatre mètres peut être modéré ou proche du point critique d’une éruption imminente.
Kilburn estime que les divergences entre les scientifiques peuvent sembler être du pinaillage pour les habitants de la caldeira, car tant que le soulèvement se poursuivra, la pression souterraine augmentera et la sismicité continuera de s’accroître. Cependant, M. De Natale explique que des tremblements de terre plus intenses pourraient également signifier que des fractures se produisent dans le sous-sol, permettant à la pression de s’atténuer. Une tendance similaire semble s’être produite à la fin du mois d’octobre, lorsque le nombre de tremblements de terre sous le Campi Flegrei a diminué. Toutefois, M. De Natale estime que cette tendance pourrait être de courte durée : « Les fractures guérissent avec le temps, et lorsqu’elles se referment, la pression recommence à augmenter« , explique-t-il. Une situation similaire s’est produite en 2013, lorsque la sismicité a semblé chuter pour repartir à la hausse un an plus tard. « Il semblait que tout était fini« , ajoute M. De Natale. « Mais tout a recommencé, comme avant. »
Avec Scientific American
Image d’en-tête : Roberto Salomone, Guardian, Eyevine, Redux
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