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Mar 06, 2024

Saviez-vous que les volcans peuvent faire exploser du soufre fondu ?

Si vous preniez notre planète entière et la réduisiez en poudre, puis analysiez cette poudre pour connaître sa composition élémentaire, que trouveriez-vous ? Un tiers de la poudre serait du fer, un autre tiers serait

Si vous preniez notre planète entière et la réduisiez en poudre, puis analysiez cette poudre pour connaître sa composition élémentaire, que trouveriez-vous ? Un tiers de la poudre serait du fer, un autre tiers serait de l’oxygène. Sur les 35 % restants, 30 % sont constitués de magnésium et de silicium. La plupart des gens penseraient que des éléments comme le carbone ou l’hydrogène seraient peut-être les prochains sur la liste… mais ils auraient tort. L’élément qui se retrouve au cinquième rang de la liste est le soufre.

Cet exercice de réflexion sur une « Terre globale » montre à quel point nous sommes biaisés par la surface de notre planète lorsque nous réfléchissons à sa composition. La majeure partie de la masse de notre planète se trouve dans le noyau métallique de la planète (fer principalement). Le silicium et le magnésium se trouvent dans les roches du manteau terrestre, la principale composante rocheuse de la Terre. L'oxygène – eh bien, il est partout, se liant aux éléments pour former une grande partie des minéraux, du noyau à la croûte.

Alors pourquoi le soufre ensuite ? Le soufre aime se lier aux métaux, c'est pourquoi notre noyau contient beaucoup de soufre. Le soufre existe également dans les parties rocheuses de notre planète et lorsque ces roches fondent, le soufre peut exister sous forme de gaz qui est libéré avec de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone. .

Les volcans émettront ces gaz de manière passive et active à mesure que le magma se refroidira et libérera ces gaz. Nous mesurons les quantités de dioxyde de soufre émises par de nombreux volcans et même lorsqu'ils ne sont pas en éruption, ils libèrent des centaines, voire des milliers de tonnes de dioxyde de soufre par jour. Si vous avez déjà été dans une zone volcanique comme autour de la caldeira du Kīlauea ou de Yellowstone à Hawaï, vous avez probablement senti cette odeur d'œuf pourri qui provient du sulfure d'hydrogène. La croûte jaune autour des évents de vapeur (appelés fumerolles) témoigne de la cristallisation du soufre à partir des gaz et des liquides sur ces volcans.

Il existe des volcans dans le monde qui créent également des coulées de soufre fondu ! Ainsi, au lieu de coulées de roches en fusion, nous obtenons des rivières de soufre liquide pouvant atteindre des centaines de pieds. L’apparition de ces types de coulées de soufre est rare, donc bien que nous observions des preuves de coulées de soufre passées dans des endroits comme le Mauna Loa à Hawaï, de nombreux volcans au Japon et même certains volcans sous-marins, notre compréhension de comment et pourquoi elles se forment est limitée.

L’un des endroits où les coulées de lave sulfureuse semblent être plus courantes est les Andes du nord du Chili. Dans cette partie du monde, de nombreux volcans ont des fumerolles actives (évents de gaz) qui libèrent du soufre et leurs sommets peuvent être recouverts de dépôts de soufre provenant de tous ces gaz volcaniques chauds et acides s'élevant à travers le volcan.

Une étude qui vient d'être publiée dans Frontier in Earth Science par Manuel Inostroza et ses collègues décrit certains des flux de soufre les plus récents sur Terre. Ils se sont formés en 2019-2020 à Lastarria, un volcan qui chevauche la frontière chilio-argentine dans les hautes Andes. Ils ont pu mesurer, échantillonner et même filmer les petites coulées de soufre produites par le volcan. Ils ont développé des théories sur la façon dont les flux de soufre peuvent se former sur les volcans à partir de ces observations.

Les flux de soufre à Lastarria qu'Inostroza et d'autres ont documentés n'étaient pas importants. Ils descendaient jusqu'à environ 55 mètres sur les pentes du volcan, et certains étaient même beaucoup plus petits que cela. Cependant, elles ressemblaient à des versions miniatures de coulées de lave comme on en trouve à Hawaï, avec des lobes et des digues (voir ci-dessous).

Cependant, contrairement à la lave, les coulées de soufre étaient beaucoup plus froides. La température de l'éruption était comprise entre 120 et 150°C. Maintenant, comparez cela aux ~ 1 200 °C observés au Kīlauea. Or, le point de fusion du soufre pur n’est que de 119°C… ce qui offre l’un des premiers indices sur la manière dont ces étranges coulées pourraient se former.

Ces flux de soufre regorgent également de nombreux autres éléments, mais en très petites quantités. Sans surprise, de nombreux éléments qui aiment se lier au soufre étaient présents : le cuivre, le plomb, le bismuth, l'étain ainsi que des éléments plus exotiques comme le lithium, l'uranium et le niobium (ces trois derniers à moins d'une partie par million). Les coulées de soufre de Lastarria sont également pleines d'arsenic, ce que l'on ne trouve pas en si grande abondance dans d'autres coulées de soufre.