Profondément sous la surface de la terre, deux super-volcans d'une férocité inimaginable dorment dans les États américains de Californie et du Wyoming. S'ils explosent, alors dans quelques heures, toute la partie ouest des États-Unis sera recouverte d'une épaisse couche de poussière volcanique. Chacun de ces volcans a explosé au moins quatre fois au cours des deux derniers millions d'années! Des monstres cracheurs de feu de puissance similaire attendent leur passage dans les profondeurs de l'Indonésie et de la Nouvelle-Zélande.
Le compte à rebours a commencé
L'éruption d'un supervolcan en puissance destructrice ne peut être comparée qu'à la chute d'un astéroïde de taille moyenne. Mais ce monstre se réveille dix fois plus souvent - environ une fois tous les plusieurs centaines de milliers d'années - et donne lieu à la catastrophe naturelle la plus dramatique qui puisse arriver à l'humanité. De plus, en plus des conséquences momentanées de cet événement tragique, des changements imprévisibles du climat mondial se produiront également à distance, par exemple. Il n’est donc pas surprenant de voir le grand désir des chercheurs de comprendre les raisons de ce phénomène, de sorte que si ce n’est pour empêcher ce cataclysme meurtrier, ce que, bien sûr, les gens ne peuvent pas faire, du moins le prévoir. Les scientifiques traitent ce problème depuis les années 1950, mais ce n'est qu'au cours des dernières décennies qu'il y a eu une percée tangible dans la compréhension des mécanismes opérant à l'intérieur des supervolcans.
Calderas
Le mot «caldeira» vient de la caldeira espagnole, qui signifie «grand chaudron», et se réfère à une dépression ovale ou circulaire au sommet d'un volcan, généralement formée après une éruption. Il y a des calderas de 30 à 60 kilomètres de taille et de plusieurs kilomètres de profondeur. Ils ont tendance à se produire lorsque les vides souterrains sous les volcans (les volcanologues les appellent des chambres magmatiques) débordent et que le magma à haute pression traverse des évents «bouchés» par des masses rocheuses gelées. Et il y a une explosion! Les énormes calderas susmentionnées ont été générées par de véritables supervolcans, des centaines et des milliers de fois plus grands que ceux connus des scientifiques! Il est clair que les chambres magmatiques sous ces calderas étaient de taille monstrueuse.
Le parc national de Yellowstone abrite trois caldeiras relativement jeunes de supervolcans. Ils se sont formés à des moments différents - il y a 640 mille ans, 1,3 million et 2,1 millions d'années.
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Chambres magma
Au cours des deux derniers millions d'années, quatre supervolcans dans les zones du parc national de Yellowstone au Wyoming, de Long Valley en Californie, de Toba à Sumatra et de Taupo en Nouvelle-Zélande ont éjecté 750 kilomètres cubes de magma des entrailles de notre planète!
Depuis le milieu des années 1970, des études ont été menées sur les particularités de la formation des chambres magmatiques. Les super-éruptions se produisent à la suite de l'apparition de fissures verticales sous l'influence de la pression du magma, atteignant la surface de la Terre. Le magma monte le long de ces fissures, multipliant leur nombre dans un cercle. Une sorte d'anneau se forme, à l'intérieur duquel se forme un cylindre massif, dépourvu de support. Il s'effondre dans la chambre de magma vide, comme le toit d'une maison qui a perdu ses murs! Cet effondrement élimine le magma et les gaz restants dans la chambre, se précipitant dans les évents annulaires.
De minuscules cristaux résoudront le gros problème
On a longtemps observé que des morceaux de roche volcanique sont composés de minuscules cristaux. Cependant, ce n'est qu'à la fin des années 80 qu'il est devenu possible de commencer une étude plus approfondie à leur sujet. Au cours de la dernière décennie, les géochimistes se sont sérieusement intéressés aux cristaux du minéral zircon, qui font partie des roches volcaniques. Le minéral a attiré leur attention par sa haute résistance aux températures et pressions élevées. Il s'est avéré que les cristaux de zircon contiennent de l'oxygène 18, qui n'a pas 8 neutrons dans le noyau atomique, comme dans l'oxygène atmosphérique, mais 10! De plus, dans les échantillons étudiés de cristaux de zircon, il y avait peu d'isotope d'oxygène - moins que dans le magma! Cela signifiait que le zircon était formé de roches lavées par la pluie ou la neige qui s'effondrait!Sur la base de l'étude des cristaux de zircon, les géochimistes ont pu élaborer une méthode pour évaluer la probabilité d'éruptions imminentes d'un supervolcan. Certes, des opinions différentes sont exprimées sur l'interprétation des estimations effectuées. Au moins certains géochimistes prédisent le début imminent d'un nouveau cycle de volcanisme.
Des désaccords ont surgi sur les conséquences des super-éruptions. La nature explosive de la libération de magma des chambres magmatiques est déterminée par deux facteurs: la viscosité de cette substance, c'est-à-dire la vitesse de son écoulement, et la différence de pression dans la chambre magmatique et à la surface de la terre. Pour tester cette hypothèse, des études spéciales ont été réalisées. Étude, en particulier, de la nature de la sortie de magma au niveau microscopique.
Conséquences des super-éruptions
Plusieurs modèles de ces processus ont été considérés. Dans une version, une éruption à grande échelle de supervolcans dans le parc national de Long Valley et de Yellowstone a été simulée dans des conditions de surchauffe des cendres et des gaz, qui dans ce cas se précipiteraient dans les couches supérieures de la stratosphère à une hauteur de 50 kilomètres. Alors que le «toit» au-dessus de la chambre magmatique s'effondre, d'énormes nuages gris sortant de l'évent se dispersent horizontalement autour de la caldeira. Ces coulées, qui sont des formations intermédiaires entre la lave et les cendres, se propageront extrêmement rapidement - à des vitesses allant jusqu'à 400 kilomètres par heure! Les voitures et même les avions légers ne pourront pas «s'échapper» d'eux. De plus, les courants de nuages gris seront très chauds - jusqu'à une température de 600 à 700 degrés Celsius.
Cela signifie qu'ils incinéreront tout ce qui se trouve autour dans un rayon de plusieurs dizaines de kilomètres. Les nuages gris mentionnés ci-dessus laisseront des conséquences encore plus inquiétantes et de grande portée.
Dans une zone à des centaines de kilomètres autour du supervolcan, des morceaux de cendre blanc-gris tomberont pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines. Même à moins de 300 kilomètres, l'épaisseur des cendres tombées sera d'au moins un demi-mètre. Si elle se mélange à la pluie, les cendres humides et donc lourdes s'effondreront sur les toits de nombreux immeubles résidentiels. Dans un rayon de 200 kilomètres autour de la caldeira, même à midi, il fera aussi sombre que le crépuscule. En plus de ce qui a été dit, nous mentionnerons les pannes d'électricité dans les villes, le colmatage par les cendres des rivières navigables, les dommages irréparables à l'agriculture.
Un autre facteur est l'acide sulfurique
Parmi les nombreux gaz émis par les volcans, le dioxyde de soufre est particulièrement nocif pour l'environnement. Réagit avec l'oxygène atmosphérique et l'eau, il forme des gouttelettes d'acide sulfurique extrêmement toxique. Ce sont ces gouttelettes qui bloquent la lumière du soleil, transformant le jour en nuit et «fournissant» à notre planète une vague de froid. Cette situation est en train de devenir similaire au fameux «hiver nucléaire», prédit comme le résultat désastreux de la guerre nucléaire. La particularité des cycles hydrologiques sur Terre est telle que l'autonettoyage de la planète des conséquences des éruptions supervolcaniques prendra des décennies! Fait intéressant, en 1996, des glaciologues ont examiné des échantillons de couverture de glace du Groenland et de l'Antarctique et y ont trouvé des traces d'acide sulfurique dans des couches correspondant dans le temps à l'éruption du volcan Toba à Sumatra, survenue il y a 74 mille ans!Puis des entrailles de la planète, 2800 kilomètres cubes de lave et de cendres ont été expulsés, et la température globale de l'air a chuté en moyenne de 5 à 15 degrés Celsius! En passant, les chercheurs ont découvert que la majeure partie de l'acide sulfurique s'était évaporée de la glace en six ans!
N'oublions pas l'ozone
Les géochimistes ont mené une étude spéciale sur un oxydant particulièrement efficace - l'ozone. C'est un gaz qui protège toute vie sur terre des rayons ultraviolets nocifs du soleil. Lorsque l'ozone dans la stratosphère interagit avec le dioxyde de soufre, de l'acide se forme, qui tombe au sol avec la pluie. Ici, elle interagit avec les cendres volcaniques. Ainsi, un amincissement de la couche d'ozone protectrice se produit.
À la suite de l'éruption du mont Pinatubo aux Philippines en 1991, la couche d'ozone protectrice dans l'atmosphère a été amincie de 3 à 8%!
Magazine: Secrets du 20e siècle №22. Auteur: Leonid Prozorov