Des scientifiques étudient le corps magmatique de Socorro pour améliorer la compréhension volcanique

Bien que les volcans aient été largement étudiés, percer les mystères du transport du magma sous-jacent s’avère être une quête difficile. Grant Block, étudiant diplômé du département de physique et d'astronomie de l'Université du Nouveau-Mexique, a récemment mené une étude approfondie du corps magmatique de Socorro (SMB) à Socorro, au Nouveau-Mexique, qui ouvre une fenêtre sur les processus magmatiques importants dans l'activité volcanique (bien qu'il y ait il n'y a pas d'activité de ce type au-dessus de la PME).

Block, avec son doctorat. Le professeur Mousumi Roy, conseiller, a collaboré avec l'Université de l'Alaska à Fairbanks pour approfondir la compréhension de la PME. La recherche intitulée « Pressurizing Magma Within Heterogeneous Crust : A Case Study at the Socorro Magma Body, New Mexico, US » a été récemment publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique.

Cet article modélise la façon dont le magma de la croûte est stocké dans des corps magmatiques (des régions qui sont principalement du magma liquide) et des « bouillies » (principalement des cristaux solides et un peu de magma liquide). On pense que les zones de bouillie sont trop visqueuses pour entrer en éruption, mais elles sont probablement plus faibles que la roche environnante.

Le but de ce projet était d'essayer de mieux comprendre les mécanismes à l'origine du modèle de soulèvement central et d'affaissement périphérique, appelé « déformation sombrero », observé à la surface au-dessus du SMB. Le SMB est un corps magmatique de la croûte moyenne sans transport de magma ni volcanisme au-dessus, ce qui en fait un « laboratoire » parfait pour étudier la dynamique des corps magmatiques de la croûte moyenne en général.

“Approfondir nos connaissances sur les corps magmatiques de la croûte moyenne nous aidera à mieux comprendre les systèmes de transport complets du magma de la croûte où ils se trouvent. Ce sont ces systèmes qui alimentent chaque éruption volcanique sur Terre, leur étude est donc cruciale”, a déclaré Block.

Plus précisément, Block et son équipe se sont intéressés au rôle de la « bouillie » dans ces systèmes. La bouillie est un magma qui s'est cristallisé au point où il est trop visqueux pour entrer en éruption, mais qui est encore plus déformable que la roche environnante. On pense qu’il joue un rôle important dans la dynamique et l’évolution des réservoirs magmatiques tels que le SMB.

La déformation de surface au niveau du Socorro Magma Body (SMB) a été utilisée dans ce projet pour étudier l'interaction magma-bouillie. Les mesures précédentes de déformation de surface au SMB montrent une déformation « sombrero » de longue durée.

“Notre objectif pour ce projet était d'utiliser les mesures de déformation de surface au-dessus du SMB pour mieux comprendre le rôle de la bouillie dans le SMB. Cela pourrait enrichir la compréhension des géoscientifiques des systèmes de transport du magma crustal dans leur ensemble”, a déclaré Block.

Les recherches de Block étaient informatiques, ce qui signifie qu'il a développé des simulations informatiques d'un système SMB simplifié qu'il a exécuté sur le Center for Research Computing (CARC) de l'UNM. Le développement de ces simulations s'est appuyé sur les données radar satellite analysées par des collaborateurs de l'Université de l'Alaska à Fairbanks. Block a pu montrer que ses simulations concordaient bien avec le modèle de mouvements de surface observé à partir des données radar analysées par l'Université de l'Alaska à Fairbanks.

“Cet accord nous permet d'utiliser les paramètres de mes modèles, tels que la géométrie et la viscosité d'une région pâteuse ou autrement conforme autour du SMB, pour faire des prédictions sur les systèmes SMB réels (ce qui est très difficile à observer directement). Ces paramètres que nous avons trouvés pourraient être testés davantage dans des études ultérieures », a déclaré Block.

Les nouvelles mesures radar satellite sont cohérentes avec le schéma précédemment rapporté, confirmant que cette déformation est restée remarquablement constante pendant près de 100 ans. Block et Roy suggèrent que cela est dû à une grande région faible et conforme entourant le SMB, qui pourrait être en bouillie.

Leurs modèles informatiques reproduisent un modèle de déformation du sombrero durable et cohérent, dépendant des propriétés de la bouillie ainsi que de la pressurisation du corps magmatique, et les auteurs suggèrent que ces facteurs pourraient expliquer pourquoi ce modèle est relativement rare.

Les scientifiques ont pu constater que leurs simulations étaient en mesure d'avoir un bon accord avec les données lorsqu'elles présentaient une région conforme de viscosité inférieure à celle de la structure de fond entourant une source SMB pressurisée de manière périodique et asymétrique. Cette région docile pourrait être réduite à néant ou affaiblie d’une autre manière. Cette question fera l’objet de travaux futurs.

“Personne au Nouveau-Mexique n'est menacé de façon imminente par des troubles volcaniques dus au SMB ou à quoi que ce soit d'autre dans l'État. Cependant, juste sous nos pieds se trouve un terrain d'essai idéal qui aidera les scientifiques à comprendre les volcans du monde entier. Et au-delà du SMB, il y a tellement de choses à faire. Le riche paysage naturel et l'histoire du Nouveau-Mexique ont été façonnés par l'activité magmatique, de Valles Caldera à El Malpais en passant par Bandelier.

“Nous vivons dans un État façonné par les volcans et notre État peut désormais jouer un rôle majeur dans la compréhension et la protection des populations contre les volcans. C'est quelque chose dont chaque Néo-Mexicain peut être fier”, a déclaré Block.

Les chercheurs ont pu conclure qu'une région conforme (potentiellement pâteuse) entourant une source de pression asymétrique est une approximation raisonnable pour la mécanique du SMB, vérifiée avec les données de vitesse à la surface du sol.