Le transport du dioxyde de carbone stocké dans le manteau lithosphérique de la Terre sous le plateau hybléen dans le sud de l’Italie à une profondeur d’environ 50 à 150 kilomètres est responsable de l’émission de CO2 exceptionnellement importante de l’Etna. C’est le résultat de recherches menées par une équipe internationale de géologues, comprenant des chercheurs des universités de Florence (Italie) et de Cologne (Allemagne) et de l’Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria du Conseil national italien de la recherche (CNR). Pour parvenir à cette conclusion, l’équipe a déterminé les rapports d’un ensemble particulier d’éléments dans les magmas émis par les volcans à l’aide de méthodes de mesure de pointe et de haute précision. Les résultats ont été publiés dans l’article « Un manteau lithosphérique riche en carbone comme source des grandes émissions de CO2 du volcan Etna (Italie) » dans la revue Geology.
Au cours des temps géologiques, les versions du CO2 atmosphérique dépendaient principalement des émissions volcaniques, qui sont difficiles à estimer auto elles ne sont pas directement liées au quantity des magmas en éruption. En effet, certains volcans présentent des émissions exceptionnellement importantes de CO2 par rapport à la quantité qui peut être dissoute dans leurs magmas. L’Etna est peut-être l’exemple le plus frappant, contribuant à 10 % (9 000 tonnes/jour) des émissions volcaniques mondiales actuelles de CO2. C’est trois fois as well as de CO2 qu’un volcan comme le Kilauea (Hawaï) n’en émet, qui fait éruption quatre fois plus de magma.
L’équipe a étudié les magmas de quatre volcans de la région (Etna, Vulture, Stromboli et Pantelleria), en utilisant les deux éléments rares Niobium (Nb) et Tantale (Ta) comme traceurs. Les rapports Nb/Ta sont très constants dans de nombreuses roches et ne sont modifiés que par quelques processus géologiques, comme l’infiltration de magma riche en carbonates dans le manteau terrestre. L’étude a révélé que les magmas de l’Etna et du mont Vulture sont caractérisés par des rapports Nb/Ta extrêmement élevés, supérieurs à tout autre volcan intraplaque actif. Cela signifie que les compositions magmatiques témoignent de la présence de domaines du manteau lithosphérique sous le sud de l’Italie extrêmement riches en carbone. Ce carbone est « capté » lors de la fonte des magmas.
Le processus est directement lié au cadre géodynamique complexe de la région : les domaines du manteau lithosphérique riches en carbone sont situés sous le plateau hybléen dans le sud de la Sicile. Ces domaines sont transportés vers la région sous l’Etna au moyen de l’activité tectonique, en particulier le recul de la plaque de subduction ionienne. Un mécanisme symétrique se produit probablement de l’autre côté de la plaque ionienne, sous le mont Vulture.
“Les données nous permettent également de déduire la contribution de ces domaines riches en carbone à l’atmosphère terrestre dans le passé, ce qui suggère que les émissions de CO2 de l’Etna au cours de son activité ancienne auraient pu être encore plus élevées qu’aujourd’hui”, a déclaré le professeur Carsten Münker. de l’Institut de géologie et de minéralogie de l’Université de Cologne a commenté. Lui et son équipe étaient responsables des mesures de haute précision, y compris les deux éléments critiques Nb et Ta.
L’auteur principal, le Dr Alessandro Bragagni, ancien publish-doctorant à Cologne et maintenant à l’Université de Florence, a ajouté : «Des domaines similaires riches en carbone pourraient être cachés sous d’autres volcans dans le monde, contribuant ainsi à leurs émissions de CO2. L’approche innovante des éléments traces utilisée dans cette étude représente une manière prometteuse de mieux estimer la contribution de la lithosphère enrichie en carbone aux émissions globales de CO2 volcaniques, à la fois actuelles et passées, qui peuvent avoir joué un rôle clé dans le changement climatique de notre planète.’