Le volcan de Grindavík a éclaté – Comment exploiter de telles structures géographiques puissantes ?

Le 18 décembre, la péninsule de Reykjanes en Islande a connu une nouvelle éruption volcanique, la quatrième en trois ans. Ce volcan a éclaté dans la région la plus peuplée du pays, avec des fontaines de lave projetées dans les airs et une lueur visible à des kilomètres, au centre de la capitale, Reykjavik. Il se trouvait également à proximité de la centrale électrique de Svartsengi et de la ville de Grindavík, qui avait été évacuée le mois précédent en raison d’une activité sismique accrue.

La dernière éruption du pays dans sa saga volcanique a été précédée de plusieurs séismes intenses et de tremblements de terre. Puis, seulement deux heures plus tard, le volcan a éclaté, libérant de la lave à un débit dix fois supérieur par seconde comparé à celui des trois précédentes à leurs sommets. L’incident a fait s’étendre la fissure sur 2,5 miles de longueur en quelques minutes.

La bande de terre sud‑ouest est restée dormante pendant des milliers d’années, mais récemment, une recrudescence d’activité a été enregistrée dans la région.

« Dans le contexte des trois dernières années sur la péninsule de Reykjanes, c’est assez époustouflant. »

– Tom Winder, sismologue volcanique à l’Université d’Islande, a déclaré lors d’une interview.

Les trois éruptions précédentes ont eu lieu en 2021, 2022, puis à nouveau cet été. Le dernier cas d’une telle succession rapide d’éruptions remonte au début du XIIIe siècle, ce qui explique l’attention accrue portée à ces événements récents. Notamment, les quatre éruptions récentes sont de type fissure, caractérisées par de la lave émergeant à travers de nouvelles fissures dans la croûte terrestre à des emplacements imprévisibles.

Cette dernière éruption a attiré l’attention internationale, notamment en raison du risque d’un autre nuage de cendres perturbant le trafic aérien, rappelant l’éruption d’Eyjafjallajökull en 2010. Cet événement était relativement petit et non mortel. Cependant, cette fois, la production importante de cendres a été jugée très improbable, car le magma n’a pas été injecté sous une calotte glaciaire.

Curieusement, l’intensité de l’éruption a diminué seulement un jour après son déclenchement. Au départ, elle semblait de courte durée, mais les experts suggèrent qu’elle pourrait continuer à émettre de la lave à un rythme stable, bien que modeste, pendant plusieurs mois.

En effet, l’Irlande connaît l’activité volcanique, abritant environ 130 volcans. Cela s’explique par le fait que l’Islande se situe à la jonction des plaques tectoniques eurasienne et nord‑américaine, séparées par une dorsale médio‑océanique qui libère du magma. Bien que les éruptions volcaniques en Islande surviennent environ tous les quatre à cinq ans, leur timing reste imprévisible. Certains scientifiques pensent également que Katla, le volcan le plus célèbre du pays avec cinq éruptions depuis 1721, pourrait bientôt entrer en éruption, car il n’a pas été affecté par les activités sismiques récentes.

Utiliser les volcans à notre avantage

Ainsi, comme nous l’avons vu, l’Islande est l’une des régions les plus volcaniquement actives de notre planète. Mais que sont exactement les volcans ? Ce sont des ouvertures où la lave, de petites roches et de la vapeur jaillissent à la surface de la Terre. Ils peuvent se situer sur terre ou dans l’océan lorsque le matériau, qu’il s’agisse de cendres, de roche liquide ou de gaz, est nettement plus chaud que son environnement.

Selon la NASA, le soulèvement de roche liquide ou magma se produit lorsque les plaques tectoniques s’éloignent ou se rapprochent. Une autre façon que cela se produit est lorsque le magma monte dans des points chauds. Le type de volcan, quant à lui, dépend de la viscosité du magma, de sa composition, de la quantité de gaz qu’il contient et de la manière dont il atteint la surface.

Ces architectes géologiques couvrent en réalité plus de 80 % de la surface de la Terre. Environ 1 500 volcans sont considérés comme potentiellement actifs, dont plus de 10 % se trouvent sur le territoire des États‑Unis.

Les éruptions volcaniques présentent de nombreux dangers, notamment l’anéantissement de populations et l’enfouissement de villes. Cependant, toute activité volcanique n’est pas néfaste. Les volcans sont responsables de la création de sols fertiles pour l’agriculture et de nombreuses ressources minérales telles que l’or, l’argent, le nickel, le cuivre et le plomb. Mais ce n’est pas tout, explorons donc quelques utilisations majeures et extrêmement bénéfiques des activités volcaniques.

Production d’énergie géothermique

L’abondance des volcans en fait une excellente source d’énergie verte. Pour exploiter l’énergie géothermique des volcans, des systèmes sont installés qui captent la chaleur volcanique souterraine et la transportent via des tuyaux pour chauffer ou refroidir une zone.

Une autre méthode consiste à forer le sol près des zones de forte chaleur pour y faire circuler de l’eau, créant ainsi de la vapeur qui fait tourner des turbines et produit de l’électricité. Cette énergie renouvelable, issue de la chaleur de la croûte terrestre, offre des avantages de haute capacité, de fiabilité et de durabilité.

De nombreux pays, comme la Nouvelle-Zélande, les Philippines, le Costa Rica et l’Islande, ainsi que des États américains tels que la Californie, Hawaï et l’Utah, utilisent l’énergie géothermique issue de l’activité volcanique pour la production générale d’électricité.

Au Kenya, l’énergie géothermique représente 51 % de l’approvisionnement électrique du pays. Par ailleurs, le Salvador utilise cette source d’énergie pour des applications spécifiques comme l’extraction de Bitcoin.

Commercialement, des entreprises comme Ormat Technologies (ORA ) offrent des solutions propres et fiables à partir de l’énergie géothermique. En 2021, elle a obtenu un contrat d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction (EPC) pour le projet de centrale géothermique de 30 MW en Alaska, près du site du volcan Makushin. De plus, Volcano Energy et Luxor Technology Corporation ont lancé le premier pool de minage Bitcoin du Salvador alimenté par de l’énergie géothermique renouvelable.

Agriculture

Les environnements volcaniques peuvent en réalité être d’excellents sites pour l’agriculture. Ces sols, formés à partir de cendres volcaniques ou d’autres matériaux d’éruption explosive, sont appelés andisols et sont extrêmement fertiles grâce à ces dépôts riches en minéraux et nutriments tels que le magnésium et le potassium.

Ainsi, lorsque les volcans entrent en éruption et que les roches et les cendres se répandent partout, ces éléments sont libérés, modifiant la composition du sol et produisant des sols extrêmement fertiles. Cela conduit à des rendements agricoles élevés et à la rentabilité des exploitations, ainsi qu’à une diversité d’activités agricoles. C’est pourquoi la roche volcanique broyée est utilisée pour améliorer la santé du sol grâce à une méthode appelée altération améliorée des roches.

Selon une étude publiée dans la revue de l’AGU « Earth’s Future », l’incorporation de roches volcaniques broyées dans les champs peut jouer un rôle crucial pour aider la planète à atteindre l’objectif de retrait du carbone fixé par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) et est particulièrement prometteuse dans les tropiques chauds et humides.

Tourisme et loisirs

Les zones volcaniques sont souvent d’importantes attractions touristiques, avec des activités populaires telles que la randonnée, les bains de sources chaudes, la beauté scénique, l’étude du patrimoine géologique et l’observation des formations géologiques. Cela peut constituer une source de revenu significative pour les communautés locales et contribuer à dynamiser les économies des pays. Parmi les meilleures destinations pour ceux qui souhaitent s’approcher de certains des plus grands volcans du monde figurent Fagradalsfjall (Islande), Cumbre Vieja (Espagne), l’Etna (Italie), Sakurajima (Japon) et le Popocatépetl (Mexique).

Les paysages uniques créés par l’activité volcanique attirent des visiteurs du monde entier. Par exemple, le volcan dormant Mont Fuji au Japon ou le volcan éteint d’Édimbourg. Les touristes doivent toutefois être conscients des risques sanitaires potentiels dans de tels environnements, notamment les coulées de lave, les cendres, les glissements de terrain, les coulées de boue et les gaz volcaniques.

Récemment, l’opérateur touristique local Icelandia a vu ses réservations exploser grâce à leurs circuits volcaniques. Dans une interview, l’entreprise a partagé qu’il y a quelques années, avec la première éruption de la zone de faille Litli‑Hrútur, ils ont commencé à proposer un service de navette puis sont passés à des circuits touristiques visitant les champs de lave. 

« C’est comme sorti d’un conte de fées. La réponse a été folle. Les avis sont excellents. Quand ils voient le volcan, certains pleurent, d’autres sont complètement sous le choc. »

– Responsable de compte chez Icelandia, Svala Magnúsdóttir, à propos de l’expérience du volcan.

Recherche scientifique

Les volcans offrent aux scientifiques de précieuses opportunités de recherche en fournissant des aperçus uniques sur les processus géologiques, la prévision des catastrophes naturelles et l’intérieur de la Terre. Les chercheurs étudient les matériaux volcaniques, l’activité sismique et les processus de formation de la Terre, ce qui constitue des ressources éducatives précieuses pour les étudiants et les chercheurs.

L’équipe scientifique VERITAS de la NASA en est un exemple, étudiant l’Islande volcanique pour l’utiliser comme substitut d’une autre planète, Vénus — qui est plus petite que la Terre mais possède une pression atmosphérique écrasante, des nuages composés d’acide sulfurique et une température de surface brûlante, afin d’en apprendre davantage. Les chercheurs développent également du matériel spécialisé comme une caméra à faible puissance pour le SO₂ (dioxyde de soufre) afin de surveiller les émissions des volcans.

Des organisations comme l’United States Geological Survey (USGS) surveillent et mènent des recherches sur les volcans aux États‑Unis. Par ailleurs, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO), qui fait partie de l’USGS, se concentre sur les activités volcaniques à Hawaï, notamment sur la Grande Île.

D’autres organisations comprennent l’Institut national italien de géophysique et de volcanologie (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, INGV), l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) en France et l’Agence météorologique du Japon (JMA), qui mène des recherches sur l’activité volcanique au Japon.

Extraction minérale

Les zones volcaniques sont riches en minéraux, minerais et métaux précieux tels que le soufre, l’or, l’argent et le cuivre. Par exemple, les volcans actifs comme le Mont Etna en Italie sont connus pour libérer environ 20 tonnes de cuivre et 10 kg d’or par jour dans les gaz volcaniques. Bien que l’extraction de métaux à partir des gaz volcaniques ne soit pas possible, ils peuvent être extraits des saumures magmatiques chaudes situées sous les volcans dormants. L’exploitation de ces ressources stimule également l’économie locale et crée des emplois.

En septembre, une analyse a révélé que d’importantes quantités de lithium métallique — entre 20 et 40 millions de tonnes — sont présentes dans un cratère volcanique le long de la frontière Nevada‑Oregon. Étant donné que les États‑Unis dépendent principalement des importations de lithium, utilisé pour les batteries rechargeables des voitures électriques, cela revêt une importance majeure pour le pays.

Par ailleurs, il y a quelques mois, une équipe de géologues de l’Université de Leicester a développé une technique utilisant la saturation en fluide pour prédire si une région volcanique constitue un site potentiel pour l’extraction future de cuivre, métal crucial pour la transition énergétique verte.

Freeport‑McMoRan, Barrick Gold Corporation (ABX.TO ), Newmont Corporation (NEM ) et Anglo‑American sont quelques-unes des entreprises minières mondiales qui opèrent dans des contextes géologiques divers, y compris des zones d’activité volcanique.

Usages thérapeutiques

Bien que les éruptions volcaniques puissent avoir des effets dangereux sur les populations vivant à proximité, elles offrent également des bienfaits médicaux. Certaines sources chaudes et bains de boue près des volcans sont réputés posséder des propriétés thérapeutiques et sont utilisés pour des traitements de santé.

Les propriétés curatives des sources thermales volcaniques sont devenues une composante du tourisme spa et bien‑être, attirant les personnes en quête de détente et de bienfaits pour la santé.

Parmi les sites bien connus offrant ces services figurent le Blue Lagoon en Islande, The Springs Resort and Spa au Costa Rica, Pamukkale en Turquie, Rotorua en Nouvelle‑Zélande, les sources chaudes de Beitou à Taïwan, Calistoga en Californie, États‑Unis, et Hakone au Japon.

En plus de leurs propriétés thérapeutiques, la thérapie par la boue volcanique est utilisée comme traitement médical contre le rhumatisme, et des matériaux comme les cendres volcaniques sont également employés comme produits de soin naturels pour la peau.

Formées par les éruptions volcaniques, les cendres contiennent de nombreux minéraux et autres substances chimiques telles que la silice, le soufre, le potassium, le sodium, le calcium et le magnésium, qui sont bénéfiques pour la peau en termes d’exfoliation, de détoxification, d’absorption de l’excès de sébum, d’amélioration de la circulation et d’apaisement des irritations. Ces minéraux et autres oligo‑éléments nourrissent davantage la peau, favorisent le renouvellement cellulaire et contribuent à l’apparence d’un teint éclatant et plus jeune.  (FCX )

Matériaux de construction

De nombreux matériaux volcaniques sont couramment utilisés dans la construction, notamment dans la production de blocs de béton légers. Cela inclut le basalte, une roche volcanique durable souvent utilisée comme pierre concassée dans la construction d’asphalte et de béton.

Par ailleurs, la pierre ponce, roche volcanique légère et poreuse, est utilisée comme matériau abrasif. Les cendres volcaniques sont également employées pour produire du ciment pouzzolanique. Il y a aussi le tuff, un type de roche également utilisé comme matériau de construction. Ces matériaux sont naturels et offrent des options respectueuses de l’environnement pour les matériaux de construction.

Selon les chercheurs, la clé de la longévité du béton des anciens Romains, qui dure depuis des millénaires, était la cendre volcanique provenant de la région de Pompéi (Pozzuoli) sur la baie de Naples.

Selon recherche, les matériaux volcaniques, lorsqu’ils sont utilisés comme additifs, peuvent améliorer la résistance au gel et au dégel des pâtes de ciment, des mortiers et du béton. Si l’on examine un exemple concret, une entreprise indonésienne appelée Rebricks utilise de la cendre volcanique et la mélange avec des pierres de montagne, des déchets plastiques et du ciment pour fabriquer une brique qui ne contient pas de sable comme les briques ordinaires.

Capture et stockage du carbone

La capture et le stockage du carbone visent à réduire les émissions de dioxyde de carbone. Cela implique de capturer les émissions de CO₂ à leur source, de les transporter vers un site de stockage et enfin de les entreposer sous terre afin d’empêcher leur libération dans l’atmosphère, dans le but d’atténuer le changement climatique. Au début de l’année, des scientifiques ont étudié les environnements les plus extrêmes et riches en CO₂ de la Terre pour découvrir des microbes volcaniques susceptibles de révolutionner la technologie de capture du carbone.

La recherche se poursuit sur l’utilisation des formations de roche basaltique, courantes dans les zones volcaniques, pour la capture et le stockage du carbone. Des études récentes suggèrent que l’application de poussière de basalte sur les terres agricoles pourrait capturer efficacement le dioxyde de carbone atmosphérique à grande échelle.

Curieusement, une étude antérieure cette année a révélé qu’un volcan éteint au large des côtes du Portugal pourrait stocker environ 1,2 à 8,6 gigatonnes de CO₂, soit l’équivalent d’environ 24 à 125 ans d’émissions industrielles du pays. Conscients de ce potentiel, les gouvernements manifestent de l’intérêt et investissent des ressources. Par exemple, le gouvernement britannique a attribué à des scientifiques écossais une subvention de 1 million de livres sterling pour développer des méthodes innovantes de quantification du stockage du CO₂ dans la roche volcanique.

Recherche spatiale

Non seulement les volcans sont surveillés depuis l’espace, mais les paysages volcaniques sur Terre sont utilisés pour simuler et étudier les conditions sur d’autres planètes, contribuant à l’exploration spatiale et à la recherche, qui comportent des risques et des coûts inhérents.

Des professeurs de l’Université d’État d’Idaho étudient les volcans de la région de la plaine de la rivière Snake orientale. Selon les chercheurs, ces volcans possèdent « le même type de lave et le même style d’éruption que les volcans de la Lune et de Mars », et ils s’attendent à ce que leurs techniques de recherche soient utilisées par les astronautes lors de futures missions pour étudier les mêmes forces de changement sur la Lune et au-delà.

Au début de l’année, des scientifiques ont également découvert une planète nommée LP 791‑18d, qui serait probablement recouverte de volcans et devrait fournir des informations sur la façon dont les volcans façonnent les environnements planétaires au fil du temps.

Réflexions finales

Les volcans sont des ruptures de la croûte terrestre. Ils sont connus pour leur pouvoir destructeur, pouvant anéantir des populations et engendrer des problèmes de santé tels que maladies infectieuses, affections respiratoires, brûlures, chutes et accidents. Cependant, comme nous l’avons vu, les éruptions volcaniques ont également une autre facette.

L’activité volcanique offre les avantages d’un sol fertile, la formation de nouvelles îles, la disponibilité de gemmes précieuses, de minéraux et de matériaux de construction, la création de sources chaudes, la production d’énergie géothermique et le refroidissement périodique de la planète. Cela signifie que les volcans doivent être étudiés en profondeur et que leur puissance doit être exploitée correctement, car ils peuvent être extrêmement bénéfiques pour l’humanité.

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