Le mont Etna, en Sicile, déroute les volcanologues. Bien qu’il soit situé à proximité d’une zone de subduction, il ne correspond à aucun des grands types de volcanisme connus. Une étude récente propose une explication : l’Etna serait alimenté par un réservoir de magma situé à la frontière entre la lithosphère et l’asthénosphère, faisant de lui un cas unique pour comprendre les mécanismes profonds du volcanisme terrestre.

Le mont Etna n’est pas seulement le volcan le plus actif d’Europe, c’est aussi une véritable curiosité géologique. Ce volcan situé en Sicile intrigue en effet les chercheurs depuis longtemps en raison de ses caractéristiques inhabituelles.

Qu’il s’agisse du contexte tectonique dans lequel il se trouve, de la composition de son magma et de son taux d’effusivité, l’Etna est en effet totalement atypique. Au point de représenter peut-être un nouveau type de volcanisme, comme le suggère une étude publiée récemment dans la revue JGR Solid Earth.

Trois grands types de volcanisme

Habituellement, les volcans sont en effet classés suivant trois grands types, en fonction du contexte tectonique auquel ils appartiennent.

Le premier regroupe les volcans situés au niveau des limites de plaques divergentes, les dorsales océaniques. C’est ce volcanisme qui produit de la nouvelle croûte océanique au milieu des océans du globe. Le magma est ici produit par décompression adiabatique (à température constante) des roches de l’asthénosphère.

Le deuxième type regroupe à l’inverse les volcans dits intraplaques, situés loin des limites de plaques. Le plus souvent, ces volcans sont associés à des « points chauds », des panaches de matériel mantellique qui remontent depuis la base du manteau. C’est le cas d’Hawaï ou du Yellowstone par exemple.

Enfin, le troisième type de volcanisme est lié aux zones de subduction, là où deux plaques tectoniques se rencontrent, l’une passant sous l’autre.

C’est le cas des volcans qui forment la Ceinture de Feu du Pacifique. Dans ce contexte tectonique convergent, les volcans se forment sur la plaque chevauchante, en retrait de la zone de subduction. Le magma est ici produit par l’abaissement du point de fusion des roches grâce à l’hydratation : l’eau présente dans les sédiments du slab (la plaque entrant en subduction) va en effet migrer dans les roches du manteau sus-jacentes sous l’effet de la pression croissante. Cette hydratation du coin mantellique de la plaque chevauchante va engendrer une fusion partielle des roches et donc la formation d’une chaîne de volcans en surface que l’on appelle un « arc volcanique ».

Un volcan qui n’entre dans aucune case

Or, le mont Etna ne correspond à aucun de ces contextes tectoniques. Certes, le volcan se situe à proximité d’une zone de subduction, qui voit la plaque Africaine glisser lentement sous la plaque Eurasiatique. Mais contrairement aux volcans d’arcs, qui se situent bien en retrait de la zone de subduction, l’Etna se situe quasiment à l’endroit où les deux plaques se rencontrent. D’un autre côté, ses laves possèdent des caractéristiques chimiques plus proches des volcans de points chauds, alors qu’il n’existe aucune preuve ici de remontée de panache mantellique.

Autre point de questionnement, l’évolution chimique de ses laves au cours de son histoire. Si au début le volcan semble avoir émis des laves riches en silice par petites quantités, il a ensuite évolué vers des éruptions plus massives de laves uniquement riches en métaux alcalins (comme le potassium et le sodium). Un schéma loin d’être classique.

C’est un fait, l’Etna fait donc office d’ovni et ne respecte a priori aucune des règles théoriques du volcanisme. Une excentricité qui serait en fait liée à un contexte tectonique bien particulier.

Une fenêtre sur des processus magmatiques profonds

En étudiant l’évolution de la composition chimique des laves au cours de son histoire, une équipe de chercheurs a découvert que l’Etna prendrait sa source dans une sorte de « poche » de magma alcalin située dans la zone à faible vitesse. Cette zone, caractérisée par une propagation anormalement lente des ondes sismiques, marque l’interface entre la lithosphère et l’asthénosphère, à une profondeur d’environ 100 kilomètres. Ce magma serait acheminé jusqu’à la surface par le réseau de failles affectant la plaque africaine, intensément déformée dans cette région en raison de sa flexure.

Lors de son passage à travers la croûte il y a 500 000 ans, le magma se serait ainsi initialement chargé en silice. Puis le développement progressif d’un important système de failles aurait permis un acheminement plus direct des magmas vers la surface, expliquant ainsi l’accroissement des volumes et la baisse du taux de silice.

L’histoire volcanique de l’Etna et ses caractéristiques sont liées à la présence d’une zone partiellement fondue à l’interface lithosphère-asthénosphère et à l’évolution de la déformation du slab africain en profondeur. 

On sait que la zone à faible vitesse présente localement, un peu partout dans le monde, ce type de réservoir magmatique. Mais c’est le contexte tectonique particulier qui a ici permis d’extraire ce magma en surface. L’Etna n’est donc pas une simple exception volcanique, mais un laboratoire naturel unique, qui permet d’observer directement les interactions entre lithosphère et asthénosphère.

Par FUTURA