Il existe un volcan immense et tranquille depuis longtemps à l’ouest de Naples. La nuit du 2 octobre, un tremblement de terre inquiétant a secoué les villes situées au-dessus de Campi Flegrei, réveillant les médias locaux et les autorités. Les journalistes ont spéculé sur la possibilité que de la lave puisse commencer à couler du volcan, menaçant ainsi les 1,3 million de personnes qui vivent dans les zones à haut risque près de son centre. Les volcanologues ont recommandé de mettre à jour les plans d’évacuation existants, qui supposent qu’une éruption peut être prédite 72 heures à l’avance, pour inclure la possibilité de devoir évacuer toutes ces personnes après le début de l’éruption.
Le 31 octobre, le ministre italien de la protection civile, Nello Musumeci, a déclaré qu’il envisagerait de relever le niveau d’alerte si l’activité sismique se poursuivait, ce qui entraînerait l’évacuation de certains hôpitaux et prisons, et encouragerait les 500 000 résidents les plus proches à quitter volontairement leur domicile. Après quelques semaines plus calmes, une autre série de secousses a secoué la région le 23 novembre, amenant les médias à spéculer à nouveau sur la probabilité de la remontée de magma à la surface.
Le séisme du 2 octobre, d’une magnitude de 4,0, et les centaines de tremblements de terre qui ont suivi, ont marqué la période d’activité sismique la plus intense que Campi Flegrei ait connue depuis des décennies. Au cours des deux mois précédant le 2 octobre, plus de 2 000 tremblements de terre de faible magnitude ont été enregistrés dans la région, dont le plus fort depuis 1983. Les systèmes de surveillance ont montré que le sol s’est élevé de 1,17 mètre depuis 2005, dont les deux tiers depuis 2016.
La tension parmi les habitants est restée élevée car les scientifiques ne savent pas exactement ce qui se passe sous la surface. La communauté scientifique s’accorde à dire que les tremblements de terre et les soulèvements sont des signes que le volcan se réveille. Cependant, ils ont du mal à concilier deux explications concurrentes concernant le gonflement du sol, qui ont fait l’objet de débats depuis des décennies, laissant les résidents et les chercheurs dans l’incertitude. Une réponse à ce mystère géologique pourrait rapprocher les scientifiques de la détermination de la probabilité d’une éruption du volcan. Cela pourrait également fournir aux géologues du monde entier des signes avant-coureurs qu’ils pourraient rechercher lorsque d’autres grands volcans commencent à se réveiller, notamment les supervolcans tels que Yellowstone dans le nord-ouest des États-Unis, Toba en Indonésie, et le complexe volcanique Altiplano-Puna en Argentine, en Bolivie et au Chili.
Un modèle, appelons-le le modèle du magma peu profond, suppose que la sismicité et le gonflement sont causés par le magma qui pousse pour percer la surface, provoquant ainsi une éruption explosive avec une sortie de magma violente très probable à court terme. Alternativement, dans le modèle des fluides chauds, la vapeur et les gaz chauds libérés par le magma situé plus profondément sous terre sont à blâmer. Dans ce cas, l’activité sismique en cours pourrait s’arrêter brusquement ou atteindre un pic lors d’une éruption phréatique, où le volcan expulserait des liquides chauds, des gaz et des fragments de roche au lieu de la lave. Cela représenterait une menace moindre, bien qu’elle reste mortelle en raison du grand nombre de personnes vivant à proximité.
“Tout le monde est d’accord pour dire que le magma est impliqué”, déclare Roberto Moretti, professeur agrégé en géochimie et volcanologie à l’Université de Campanie Luigi Vanvitelli en Italie, et partisan du modèle des fluides chauds depuis 2013. Cependant, les scientifiques ne sont pas d’accord sur le rôle exact joué par le magma et, par conséquent, sur sa proximité de la surface. “D’où la grande question”, ajoute Moretti, “où se trouve le magma ?”
Le volcan, connu sous le nom de Champs Phlégréens en français, comprend deux douzaines de cratères et autres structures sur une superficie de 14 kilomètres. Un tiers de celui-ci se trouve sous la mer Tyrrhénienne, entre la péninsule italienne et l’île de Sardaigne. Le volcan est actif depuis au moins 80 000 ans. Sa caldeira, la dépression créée lorsque les chambres magmatiques vides provoquent l’effondrement du toit d’un volcan, s’est formée après deux éruptions violentes il y a 39 000 et 15 000 ans. La plus ancienne a provoqué un hiver volcanique dans les zones situées à moins de 100 km, envoyé des cendres jusqu’en Russie et refroidi brusquement le climat dans le monde entier.
Après sa plus récente éruption en 1538, le volcan est resté silencieux. Désormais, “toute connexion antérieure entre le magma souterrain et la surface a été scellée”, déclare Christopher Kilburn, professeur de volcanologie et de risques géophysiques à l’University College de Londres. En conséquence, la croûte terrestre sert de barrière, et Kilburn explique que avant qu’une nouvelle éruption puisse se produire, la croûte doit être rompue, créant ainsi une nouvelle voie d’accès pour la lave ou les fluides.
Les scientifiques pensent que cela se produit depuis que Campi Flegrei s’est réveillé dans les années 1950. À cette époque, une sismicité modérée a été observée, associée à une flexion lente – soulèvement et abaissement – du sol. Les scientifiques expliquent que la pression venant du dessous de la croûte terrestre pousse contre celle-ci à une profondeur de deux à trois kilomètres, provoquant son étirement et sa fracture, créant ainsi des tremblements de terre superficiels et le gonflement de la surface. Entre 1982 et 1984, le sol s’est élevé de 1,8 mètre, et environ 30 000 personnes ont été évacuées, ce que de nombreux scientifiques considèrent comme une éruption avortée – on pense que le magma a atteint la surface, pour être ensuite arrêté par quelque chose. Le sol a commencé à se dégonfler à nouveau jusqu’en 2004, date à laquelle le soulèvement actuel a commencé.
Selon un article de 2023 co-écrit par Kilburn dans Communications Earth & Environment, chaque épisode de soulèvement étire davantage la croûte, créant ainsi des conditions plus favorables à une rupture et ouvrant une voie d’accès pour une éruption.
Mais c’est là que la division se trouve. Selon le modèle du magma peu profond, le magma en ascension exerce une pression sur la croûte, ce qui s’est produit lorsque le sol s’est élevé dans les années 1980. Selon le modèle des fluides chauds, qui a gagné en popularité depuis l’augmentation de la sismicité dans la région en 2016, le magma se situe plus en profondeur, mais il envoie de plus en plus de quantités de vapeur et de gaz chauds vers la surface.
Trouver des preuves définitives pour l’un ou l’autre modèle reste difficile. Les géophysiciens n’ont pas un accès direct aux phénomènes souterrains complexes qu’ils étudient. Au lieu de cela, ils analysent les signaux indirects de ces processus qui atteignent la surface, tels que la sismicité, le soulèvement du sol et les gaz émis par les ouvertures appelées fumerolles. “C’est le cas pour Campi Flegrei”, explique Kilburn. “Chaque fois qu’un volcan se réveille, nous devons tous utiliser un peu d’imagination pour comprendre ce que signifient les signaux.” Moretti compare les efforts des volcanologues à ceux des médecins d’autrefois qui tentaient de diagnostiquer les maladies humaines uniquement à partir des symptômes, sans avoir de connaissances détaillées sur les processus internes du corps.
Moretti et Kilburn, entre autres, notent que le soulèvement a jusqu’à présent été plus lent qu’en 1982-1984, lorsque cela était probablement dû à la montée du magma à faible profondeur, ce qui ne semble pas être le cas actuellement. Le modèle des fluides chauds serait en accord avec les grandes quantités de dioxyde de carbone mesurées dans les fumerolles et la forme du gonflement du sol, qui est plus important à l’épicentre, près de la ville de Pozzuoli en Italie, et diminue progressivement à partir de là.
La seule étude que les scientifiques pourraient mener serait de forer. “Les forages sont le moyen le plus efficace et le plus direct d’étudier la géologie et les volcans”, déclare Giuseppe De Natale, directeur de recherche à l’Institut national de géophysique et de volcanologie d’Italie, qui a accepté de parler à Scientific American en tant que chercheur individuel et non en tant que représentant de l’institut. De Natale a dirigé les efforts visant à forer un puits pilote de 500 mètres en 2012, qui a fourni aux scientifiques des informations stratigraphiques plus précises sur les origines et les limites de la caldeira. Mais il indique que les politiciens locaux et les médias, ainsi qu’un scientifique local, ont commencé à “mener une guerre” contre le projet en le décrivant comme dangereux. L’opinion publique s’est retournée contre un deuxième forage de 3,5 km, ce qui a conduit les bailleurs de fonds à retirer leur soutien.
Il n’est pas clair si le soutien à de nouveaux forages a augmenté maintenant que la menace semble plus grande. De Natale indique que la nouvelle de nouveaux forages provoquerait probablement une réaction similaire, de sorte que les initiatives de forage ont été mises de côté pour le moment. Le forage d’un puits de 3,5 km prendrait environ un mois. Il aurait un diamètre de 30 à 35 centimètres près de la surface et de 10 à 12 cm aux niveaux plus profonds. Un tel forage perforerait inévitablement la croûte terrestre, mais De Natale indique que cela ne présenterait que peu de risques pour les habitants locaux car les forages modernes sont équipés de préventeurs de déversement – des dispositifs mécaniques également utilisés dans les puits de pétrole qui surveillent et scellent les forages lorsque la pression dépasse un certain seuil. Moretti indique que le forage pourrait générer de la sismicité et des fluides chauds et acides pourraient jaillir, comme c’est le cas dans les geysers.
Les forages permettraient aux scientifiques d’étudier les composés géochimiques profonds, ainsi que les roches, y compris leur température et leur pression. De plus, les forages aideraient les chercheurs à comprendre dans quelle mesure la croûte peut s’étirer. “Nous savons que le sol s’est élevé de quatre mètres depuis 1950 et de 1,17 mètre depuis 2005, mais nous ne savons pas combien de pression supplémentaire les roches peuvent supporter”, déclare De Natale. Quatre mètres de soulèvement pourraient être modérés, dit-il, ou ils pourraient être proches du point critique d’une éruption imminente.
Kilburn indique que les différences entre les scientifiques pourraient sembler insignifiantes pour les habitants de la caldeira, car tant que le soulèvement continue, la pression souterraine augmentera et la sismicité continuera d’augmenter. Cependant, De Natale déclare que des tremblements de terre plus intenses pourraient également signifier que des fractures se produisent sous terre, permettant ainsi à une partie de la pression de diminuer. Une tendance similaire semble s’être produite fin octobre, lorsque le nombre de tremblements de terre sous Campi Flegrei a diminué. Mais De Natale précise que cette tendance pourrait être de courte durée : “Les fractures guérissent avec le temps, et lorsque elles se referment, la pression recommence à augmenter”, ajoute-t-il. Quelque chose de similaire s’est produit en 2013, lorsque la sismicité a semblé diminuer, pour reprendre après un an. “On aurait dit que tout était fini”, ajoute De Natale. “Mais tout a recommencé, comme auparavant.”
