Quand les géologues étudient une coulée de lave, ils ne s’intéressent pas seulement à l’éruption. Ils cherchent à comprendre le passé profond de la Terre. La lave qui atteint la surface vient parfois de dizaines, voire de centaines de kilomètres sous nos pieds. Elle agit comme une capsule temporelle chimique. En analysant sa composition, les scientifiques tentent de reconstituer l’histoire du manteau terrestre, de savoir s’il contient des fragments d’ancienne croûte recyclée, voire des matériaux vieux de plusieurs milliards d’années.
Mais l’étude récente consacrée à l’éruption d’El Hierro, aux Canaries, rappelle une chose essentielle : la lave n’est pas toujours un enregistrement parfaitement fidèle. Elle peut transformer le message en cours de route.
Les chercheurs se sont intéressés aux isotopes du soufre contenus dans les roches issues de cette éruption. Les isotopes sont des variantes d’un même élément, dont les proportions agissent comme une signature chimique. Certaines signatures particulières du soufre ont déjà été interprétées ailleurs comme la preuve d’un recyclage de croûte terrestre très ancienne, datant de l’Archéen.
Or, à El Hierro, les mesures montrent que lorsque le magma remonte vers la surface et libère ses gaz — un processus appelé dégazage — la composition isotopique du soufre peut changer de manière importante. Le signal chimique est modifié juste avant ou pendant l’éruption. Ce que l’on mesure dans la roche solidifiée n’est donc pas forcément le reflet direct de la source profonde.
C’est un peu comme si une lettre ancienne avait été partiellement réécrite pendant son transport. Le message initial existe peut-être toujours, mais il est altéré.
Dans ce cas précis, les chercheurs n’ont pas trouvé de preuve d’une signature archéenne indépendante de la masse, contrairement à ce qui avait été suggéré pour d’autres volcans de points chauds. En revanche, ils ont montré que les processus chimiques liés au dégazage et aux conditions d’oxydation suffisent à expliquer les variations observées.
En quoi cette découverte fait-elle avancer la science ?
D’abord, elle rend les interprétations plus solides. Elle évite que l’on attribue trop rapidement certaines signatures isotopiques à des matériaux très anciens recyclés dans le manteau. Avant d’invoquer des processus profonds vieux de milliards d’années, il faut s’assurer que des mécanismes plus récents n’expliquent pas le signal.
Ensuite, elle améliore notre compréhension du fonctionnement des volcans eux-mêmes. Le soufre est un élément clé des gaz volcaniques, qui influencent la qualité de l’air et parfois même le climat. Comprendre comment le soufre se comporte dans le magma permet de mieux modéliser les éruptions.
Enfin, et surtout, cette étude affine notre manière de lire les archives géologiques. Les volcans restent des fenêtres précieuses sur l’intérieur de la Terre. Mais cette recherche montre qu’ils sont aussi des filtres chimiques actifs. Apprendre à distinguer le message profond des modifications de surface, c’est progresser vers une lecture plus rigoureuse de l’histoire de notre planète.
Beaudry, P., Longpré, MA., Economos, R. et al. Degassing-induced fractionation of multiple sulphur isotopes unveils post-Archaean recycled oceanic crust signal in hotspot lava. Nat Commun 9, 5093 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-07527-w
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