Une étude, dont les résultats intitulés «Deep into magma plumbing systems: Interrogating the crystal cargo of volcanic deposits» ont été publiés dans la revue Geology, a permis, grâce à l'analyse systématique des laves et des minéraux expulsés avec elles, d’expliquer la formation des laves à l’origine des éruptions les plus violentes.

Rappelons tout d'abord qu'il y a un flux permanent de magma vers la surface, «provenant de la fonte du manteau terrestre», qui donne en jaillissant des éruptions volcaniques, mais, paradoxalement, «les plus spectaculaires d’entre elles au plan visuel, avec une lave fluide projetée en lances lumineuses dans le ciel, ne sont pas les plus à craindre pour les habitants des régions concernées par le volcanisme», car ce sont les laves épaisses, chargées en silice, qui «provoquent des événements brutaux bien plus destructeurs».

Les scientifiques peuvent «'faire parler' les matériaux expulsés» en s’appuyant «sur leurs connaissances des conditions de pression et de température nécessaires à leur constitution»: par exemple, «la présence de pyroxènes 3 dans les laves des Andes centrales», qui «en moyenne cristallisent sous une pression de 8-10 kilobars 4», indique «qu’ils se sont formés vers 25-30 km de profondeur (à mi-étage dans cette croûte andine)»; ainsi, à condition qu'ils «partagent un même équilibre chimique avec la lave qui les contient», on peut assurer qu'ils «proviennent tous deux d’un réservoir magmatique situé à la profondeur où se sont formés ces minéraux».

L'étude ici présentée, en «compilant des données à l’échelle mondiale sur la composition des laves et celle des minéraux qu’elles contiennent» fournit une image globale de la tuyauterie magmatique. Elle confirme «l’existence des colonnes magmatiques. Ces structures «évoquées par les travaux de géophysiciens» sont de «fines tubulures de moins de 200 km de diamètre, formées au sien de la croûte terrestre», qui «relient le manteau à la surface».

Ce travail fait «aussi l’hypothèse qu’elles sont constituées d’un empilement de réservoirs magmatiques, dans lesquels les différents minéraux se forment, à différentes valeurs de pressions et de températures, avant d’être finalement drainés vers la surface par le flux magmatique». Ce cadre de fonctionnement global, avec ses fines tubulures, permet d'expliquer «l’existence de laves fluides et de laves visqueuses».

Plus précisément, les laves fluides «proviennent de colonnes courtes, comme en témoignent les minéraux présents, où elles n’ont pas le temps de se charger en silice» (on les retrouve «dans les régions situées sur la fine croûte océanique, comme à Hawaï»), tandis que les laves visqueuses «se sont formées dans des colonnes magmatiques longues, qui traversent des croûtes continentales plus épaisses». Ces dernières, qui «ont le temps et l’espace pour s’enrichir en silice, à travers les multiples réservoirs magmatiques superposés par lesquels elles transitent», finissent «leur course en donnant des éruptions explosives violentes».

En fin de compte, «ces découvertes pourraient contribuer à améliorer les prévisions du risque volcanique, en évaluant la viscosité des laves et la profondeur à laquelle elles ont été produites».