En novembre, 10, 2023, Kristín Jónsdóttir, chef du département de recherche sur les volcans du Bureau météorologique islandais, avait un rare jour de congé. "C'était mon 50e anniversaire", a-t-elle déclaré. Puis tout a commencé à trembler. Elle passait la journée à regarder son téléphone, à regarder les tremblements de terre se propager sur les cartes de la péninsule islandaise de Reykjanes.

La péninsule connaît des éruptions de fissures, où le sol s'ouvre et où la lave se déverse. Depuis fin octobre, l'attention s'est concentrée sur la région de Svartsengi, dans la péninsule, qui abrite le célèbre spa Blue Lagoon, une centrale géothermique et la ville côtière de Grindavík. Les trois dernières éruptions fissurées de la péninsule avaient inondé de feu des vallées isolées. Mais désormais, la ville était menacée.

Le tourbillon de tremblements de terre du 10 novembre a révélé qu'une rivière magmatique enfouie s'était frayée un chemin vers Grindavík et ses 3,600 XNUMX habitants. Plus pénible encore, une digue – un corps de magma vertical semblable à un rideau de feu liquide – avait jailli de cette rivière souterraine, s'arrêtant juste avant la surface.

Rapidement, les autorités évacuent la ville. Et puis tout le monde a attendu.

Le 18 décembre, une fissure volcanique a fendu le sol au nord-est de la ville et a recouvert le sol hivernal de roches en fusion. L'intense éruption a duré quelques jours et est restée en dehors de Grindavík.

Puis, le 3 janvier à 14 heures du matin, les quelques habitants qui étaient rentrés chez eux ont été réveillés par des klaxons et des SMS leur demandant de fuir. Une autre éruption avait envahi la ville. À la fin, une soixantaine d'heures plus tard, plusieurs maisons avaient été englouties, mais personne n'était mort.

Les habitants de Grindavík doivent leur vie aux autorités locales proactives, aux gestionnaires des situations d'urgence et à l'étude de l'intérieur de la Terre. Les scientifiques ont suivi le mouvement du magma en décodant les ondes sismiques et les distorsions de la croûte terrestre. En cartographiant la plomberie volcanique de la péninsule, ils parviennent à mieux comprendre le fonctionnement général du volcanisme, tout en visant également à fournir des prévisions locales encore plus précises à l'avenir.

Les travaux sont en cours ; cette crise volcanique est loin d'être terminée. Une péninsule qui n'avait pas connu d'éruption depuis 800 ans s'est maintenant réveillée, et les preuves géologiques suggèrent que les éruptions pourraient se poursuivre pendant des années, des décennies, voire des siècles.

"Nous n'avons vu qu'une fraction de la lave remonter", a déclaré Jónsdóttir. "La nature est sinistre."

Le pouvoir de la géophysique

Éruptions de fissures - qui se produisent également ailleurs en Islande, ainsi qu'à Hawaï et (il y a plusieurs millénaires) L’Idaho, le Nouveau-Mexique et la Californie sont difficiles à prévoir. Contrairement aux éruptions volcaniques classiques présentant un relief montagneux, il est difficile de prédire exactement où les fissures se matérialiseront.

Le volcanisme fissuré de la péninsule de Reykjanes est particulièrement particulier. D'anciennes coulées de lave, désormais gelées, révèlent que des éruptions ont frappé la région pendant de nombreuses années consécutives, mais que de part et d'autre de ces épisodes, l'activité volcanique a été absente pendant des siècles. La dernière période d'éruptions s'est terminée en 1240, et c'était le troisième du genre sur la péninsule au cours des 4,000 800 dernières années, chaque groupe étant séparé par environ huit siècles. Mais pourquoi cette périodicité d’environ XNUMX ans existe-t-elle ? « Pour être honnête, nous ne le savons toujours pas », a déclaré Alberto Caracciolo, géologue à l'Université d'Islande.

Qu’il y ait du volcanisme n’est pas choquant. La péninsule se trouve au sommet d'un panache du manteau - un fontaine de chaleur s'élevant de la limite noyau-manteau de la Terre. Et il chevauche la dorsale médio-atlantique, une suture sujette aux éruptions entre les plaques eurasienne et nord-américaine. L'agitation tectonique de Reykjanes a fait de la région l'une des régions volcaniques les plus scrutées au monde.

Ainsi, en 2020, lorsque des dizaines de milliers de séismes ont commencé à ébranler la péninsule et que le sol a commencé à gonfler, les scientifiques ont soupçonné que cette agitation pourrait être le prélude à une performance volcanique en préparation depuis huit siècles. Il leur suffisait de savoir où. 

Magma de chasse

Lorsque le magma brise la roche profondément dans la croûte terrestre, il crée des tremblements de terre aux signatures distinctes. Ces ondes sismiques et leurs propriétés fournissent aux scientifiques les indices les plus immédiats – et les moins ambigus – sur la présence et la migration du magma. Lors d’une crise volcanique, « si seulement vous pouviez avoir une chose », a déclaré Sam Mitchell, volcanologue à l’Université de Bristol, « ce serait ça ».

Le magma en mouvement, s'il est suffisamment peu profond, déforme également sensiblement le sol. Les satellites utilisent le radar pour identifier les changements d'altitude au fil des heures, des jours ou des semaines. Les stations GPS au sol fournissent également des informations haute résolution en temps réel sur les changements d'altitude.

Jónsdóttir soupçonne que la cacophonie des séismes qui a commencé en 2020 était due à la fois à la migration magmatique et au mouvement des plaques tectoniques. En Islande, les plaques eurasienne et nord-américaine ne se séparent pas nettement, mais se frottent l'une contre l'autre en se déplaçant. Entre les cycles éruptifs, de nombreuses contraintes tectoniques s’accumulent. Ensuite, lorsque le magma s’infiltre dans les crevasses souterraines le long de cette limite, il déclenche la libération de cette tension sous la forme de tremblements de terre puissants et fréquents.

Mais début 2021, cette machine magmatique a changé de vitesse. Les changements d'altitude et les agitations sismiques suggéraient que le magma se rassemblait sous Fagradalsfjall, un petit monticule volcanique à côté d'une vallée inhabitée. Pendant de nombreux mois, des séismes de longue durée ont fait trembler la croûte profonde de la péninsule. Ces types de tremblements de terre « ont été observés sous d'autres volcans partout dans le monde, et ne sont pas encore entièrement compris », a déclaré Tom Winder, sismologue volcanique à l'Université d'Islande. Bien qu’énigmatiques, ils suggèrent que quelque chose de lent se produit – la fragmentation progressive de roches chaudes, peut-être, ou des gouttes de magma se faufilant à travers une constriction.

Puis, le 19 mars 2021, la péninsule est entrée en éruption pour la première fois depuis huit siècles. Pendant six mois, de la matière en fusion jaillit d'une fissure à côté de Fagradalsfjall. Deux éruptions plus courtes ont suivi, au cours des étés 2022 et 2023.

Outre ces tremblements prolongés ressemblant à des basses, la symphonie sismique globale qui a précédé les trois explosions de Fagradalsfjall suggérait que le magma empruntait un chemin inhabituel vers la surface. Au lieu de s’accumuler dans la croûte peu profonde, la roche en fusion semblait remonter directement à la surface depuis une grande profondeur – la limite entre la croûte et le manteau sous-jacent ressemblant à du mastic. "C'est du jamais vu", a déclaré Winder.

Comparé à de nombreux systèmes volcaniques islandais, Fagradalsfjall se comportait de manière étrange, mais au moins, cela se produisait loin de quiconque ou de quoi que ce soit.

Ce n’est qu’en octobre 2023 que la curiosité des scientifiques s’est transformée en anxiété lorsque l’activité s’est déplacée vers la région sud de Svartsengi, riche en infrastructures.

La bataille de Grindavík

Le sol de la région de Svartsengi s’est élevé, puis a cessé de monter, à plusieurs reprises depuis 2020, ce qui implique que le magma arrivait à intervalles irréguliers, mais sans entrer en éruption. Mais vers la fin de 2023, le rythme du mouvement s’est accéléré. Le magma pénétrait dans la région plus rapidement que jamais. À la mi-novembre, un seuil – un corps horizontal de magma – aux proportions éléphantesques se trouvait à quelques kilomètres seulement sous Svartsengi. "Tout le monde était sur ses gardes et nous ne savions pas vraiment ce qui allait se passer ensuite", a déclaré Jónsdóttir. On ne savait pas exactement où ni quand une éruption pourrait avoir lieu.

Les séismes qui ont secoué la région en novembre ont ouvert la voie. Au départ, leur nombre a surchargé les capacités de surveillance sismique du Bureau météorologique islandais, mais le personnel a rapidement réussi à trouver le refrain dans le chaos et à déchiffrer ses paroles : des séismes dévastateurs signifiaient qu'un peu de magma avait quitté le seuil et s'était déplacé latéralement. Et les satellites de surveillance du sol ont confirmé ce que suggérait la sismicité : le sol au-dessus du seuil de Svartsengi était tombé à cause du drainage du magma.

Il était facile de voir où était passé ce magma. Le sol autour de Grindavík s’affaissait. Pour un volcanologue lisant la terre, ce schéma révélait non pas une absence de magma, mais une incursion de celui-ci. Le magma qui avait quitté le seuil s'était déplacé latéralement avant de remonter directement sous Grindavík. En s'élevant, cette vrille verticale de magma a poussé les parois rocheuses sur les côtés. Cela, à son tour, a fait s’effondrer la terre au-dessus de la vrille dans le vide nouvellement créé. Plus tard, les scientifiques rapporterait qu'à un moment donné lors du séisme du 10 novembre, quelque 7,400 XNUMX mètres cubes de magma jaillissaient du seuil vers la vrille chaque seconde.

Des signes de ce brassage souterrain ont également été repérés à l’intérieur des forages de la centrale géothermique. Les gaz volcaniques, comme le dioxyde de soufre, échapper au magma à faible profondeur et peut signaler une éruption imminente. Les scientifiques ont observé ce gaz et un changement de pression dans les forages – une autre indication que le magma se dirigeait vers la ville.

Une colossale vrille de magma, connue sous le nom de digue, avait poussé sous Grindavík, avec une crête à seulement 800 mètres sous ses rues.

Quelques heures après le séisme du 10 novembre, les scientifiques ont identifié une section de terre de 10 km de long où une éruption semblait très probable. Il a traversé Grindavík depuis une chaîne d'anciens cratères volcaniques du nord-est de la ville jusqu'au sud-ouest. À minuit, la protection civile islandaise avait évacué la ville et les ouvriers du bâtiment ont construit à la hâte des murs de protection dans les zones les plus susceptibles d'être inondées par la lave.

Au cours des semaines suivantes, des observations géophysiques ont révélé que du magma affluait toujours dans la région. Le 18 décembre, sur la base du phénomène de ballonnement, les scientifiques ont calculé qu'environ 11 millions de mètres cubes de magma frais s'étaient accumulés dans le seuil. Cela semblait être à peu près tout ce qu’il pouvait contenir. Ce jour-là, une autre coulée bruyante de magma quitta le seuil et remplit la digue. Des séismes dévastateurs ont averti les scientifiques que le magma commençait enfin à remonter à la surface, et 90 minutes après le début de ces séismes, « nous avons eu l'éruption », a déclaré Jónsdóttir. "C'était un événement très rapide." Au cours des jours suivants, l'éruption a suffisamment drainé la digue pour qu'elle se stabilise et se tasse.

Ce schéma s'est répété avant l'éruption du 14 janvier : 12 millions de mètres cubes de magma ont rempli le seuil avant de déclencher une éruption quatre heures plus tard. Cette fois, de la matière infernale s'est échappée d'une fissure de 3,000 XNUMX pieds de long qui a émergé près de l'un des murs de protection au nord de la ville, qui a réussi à dévier la lave. Mais une deuxième fissure, plus petite, est apparue juste à la limite de la ville, derrière le mur, et a détruit trois maisons.

Ensuite, le seuil a recommencé à gonfler. À ce stade, les scientifiques avaient calculé qu’une éruption deviendrait très probable lorsque le seuil se remplirait d’au moins 9 millions de mètres cubes de matière en fusion. Début février, le seuil avait dépassé ce seuil et le 8 février, une autre éruption commença. Une fissure de 3 kilomètres de long s'est ouverte près du site de l'éruption de décembre, canalisant la lave loin de Grindavík mais vers un tuyau qui alimente en eau chaude une grande partie de la péninsule.

Et ainsi le cycle continue.

Révélations géochimiques

Les techniques géophysiques utilisées par les scientifiques pour prendre le pouls du cœur magmatique de Svartsengi ne se contentent pas de suivre le danger en temps réel. Ils contribuent également à dresser un tableau des artères qui canalisent tout ce magma vers la surface, ce qui est crucial pour comprendre l'ensemble de la péninsule et son comportement potentiel sur des périodes plus longues.

Fagradalsfjall et Svartsengi – les deux systèmes volcaniques actuellement actifs – ne sont séparés que de quelques kilomètres. Malgré leur proximité, les preuves géologiques suggèrent fortement qu'il s'agit de systèmes distincts. Leurs architectures souterraines sont manifestement différentes. À Fagradalsfjall, le magma se précipite du manteau directement vers la surface, tandis qu'à Svartsengi, il est temporairement stocké dans la croûte peu profonde.

Et pourtant, curieusement, les deux systèmes semblent puiser de la matière à la même source dans le manteau terrestre, ce qui suggère un lien profond.

Ed Marshall, géochimiste à l'Université d'Islande, a étudié la lave fraîchement extraite des éruptions des deux sites pour tenter de déterminer comment les deux systèmes volcaniques sont connectés et pourquoi ils entrent en éruption à tour de rôle. « Vous voulez vous garer dans un endroit où l'essence et la lave ne vous feront pas sortir », a-t-il déclaré. Ensuite, « vous entrez, vous prélevez l’échantillon et vous sortez ».

En général, les laves islandaises présentent des modèles chimiques similaires. Mais « Fagradalsfjall possède la chimie de fonte la plus étrange au monde », a déclaré Marshall, faisant référence au mélange spécifique d'éléments et de composés qui composent sa soupe magmatique. «En fait, ce n'est pas seulement bizarre. C'est unique. Unique, sauf que la lave du Svartsengi a presque exactement les mêmes empreintes chimiques, même si Fagradalsfjall et Svartsengi sont des systèmes volcaniques apparemment indépendants. "Cela n'a absolument aucun sens", a déclaré Marshall. « La nature ne fait que nous déranger à ce stade. »

Mais « si les choses sont physiquement liées en profondeur », dit-il, « c’est une solution assez élégante à l’ensemble du problème ».

L'analyse sismique du volcanisme de la péninsule est en cours. Les scientifiques espèrent pouvoir prédire où il émergera ensuite dans les mois et les années à venir, comme ils l’ont fait avec les récentes éruptions. Pour commencer, Halldor Geirsson, géophysicien à l'Université d'Islande, et ses collègues utilisent un radar satellite pour cartographier les failles et les fractures sur la péninsule pendant cette période de troubles, ce qu'ils suggèrent peut révéler des défauts cachés, y compris ceux qui pourraient être le site de futures éruptions de fissures.

Il n'y a aucune garantie que les éruptions ultérieures suivront le même schéma que les récentes explosions de Svartsengi : le cœur-seuil-digue du système n'est pas nécessairement une caractéristique fixe. « Chaque fois que vous avez une éruption, vous changez le système de plomberie. Il ne revient pas à zéro », a déclaré Mitchell.

L'habitabilité future de Grindavík est une question ouverte, et il reste à voir si les autres villes de la péninsule seront confrontées à des torrents de lave. La nouvelle ère hypervolcanique de la péninsule de Reykjanes vient de commencer et elle pourrait durer des années, des décennies, voire des siècles.

"Malheureusement, il n'y a pas de bonnes nouvelles à venir", a déclaré Jónsdóttir.