Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis, grâce aux rayons X du synchrotron européen (ESRF), de reproduire les conditions de pression et de température régnant dans la chambre magmatique des supervolcans et d'établir que leurs éruptions peuvent se produire spontanément, par simple augmentation de la pression magmatique, sans besoin de cause externe.

Un supervolcan «est toujours situé dans une zone où le flux thermique en provenance du centre de la Terre est très élevé», de sorte qu'il possède une grande chambre magmatique très chaude, dont «la forme change en fonction de la pression au fur et à mesure qu’elle se remplit de magma chaud». En raison de cette plasticité, la pression peut «se dissiper plus efficacement que dans un volcan normal, dont la chambre magmatique est plus rigide». Il en découle le constat assez rassurant «que les supervolcans n’explosent pas souvent».

Comme «l’élément déclenchant est une pression additionnelle causée par les différences de densité entre la roche solide et le magma liquide», les conditions extrêmes de pression et de température au niveau du magma ont été reproduites en laboratoire au moyen «d’une presse appelée Paris-Edimbourg, où de minuscules échantillons de roche sont placés entre les deux pointes d’une enclume en carbure de tungstène puis chauffés avec un four résistif» permettant d'obtenir «des températures de plus de 1700 degrés et des pressions jusqu’à 36 000 atmosphères». De plus, les rayons X de l’ESRF ont permis de «connaître l’état (liquide ou solide) de la matière et les changements de densité lorsque le magma cristallise sous forme de roche ».

Grâce à cet appareillage, «la densité du magma liquide sur une large gamme de pressions et de températures» a pu être mesurée très exactement. Comme le magma «contient souvent de l’eau qui, sous forme de vapeur, ajoute de la pression», les densités de magma «en fonction du contenu en eau» ont été également déterminées.

Il est alors apparu «que la pression résultant des différences de densité entre la roche solide et le magma liquide est suffisante pour fissurer la croûte terrestre sur une distance de 10 km de la chambre magmatique», permettant la pénétration du magma «dans la croûte, même en l’absence d’eau ou de bulles de dioxyde de carbone». Ainsi, «une expansion violente du magma connue pour être à l’origine des explosions volcaniques, peut se mettre en place» aboutissant à une catastrophe mondiale puisque, «pour un supervolcan, la chute de température pourrait être de 10 degrés pendant 10 ans».