Dans la plupart des cas, le volcanisme de point chaud est relativement calme, la lave dévalant les pentes assez lentement pour qu'on puisse s'écarter de son chemin. Mais en plusieurs endroits – l'Etna, Hawaï, l'Islande – la lave est expulsée en fontaines spectaculaires qui peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres de hauteur. Ce qui est charmant pour le tourisme et catastrophique pour quiconque se trouve en contrebas.

Pour l'instant, on ne sait pas ce qui les alimente. Cependant, grâce à une récente série d'éruptions du volcan Kilauea, nous disposons de la meilleure documentation à ce jour sur les fontaines de lave en éruption. Dans un article publié dans Science, des chercheurs de l'Institut d'études géologiques des États-Unis décrivent ce que nous avons observé et le comparent à ce que nous pourrions attendre selon nos meilleures hypothèses sur ce qui alimente ces fontaines de roche en fusion.

Avec trois régions volcaniques actives qui produisent des fontaines, les vidéos spectaculaires de roche en fusion rougeoyante jaillissant de la Terre se succèdent. Mais le Kilauea n'a connu que trois épisodes de fontaines depuis 1823, même s'il est le volcan le plus jeune et le plus actif d'Hawaï. Cette activité a donné lieu à des études intensives, et nous avons une bonne idée de la structure du volcan. Des travaux antérieurs ont identifié quelques résidus de lave à quelques kilomètres sous la surface, et le volcan disposait de 35 stations de collecte de données distinctes sur le Kilauea, comprenant des « capteurs sismiques, infrasonores, géodésiques, de gaz, ainsi que des caméras visuelles et thermiques ». Trente-cinq instruments, et le volcan persiste à être mystérieux.

Après une éruption majeure en 2018 qui a partiellement vidé l'un des réservoirs de lave souterrains, des signes indiquaient qu'il se remplissait régulièrement. À partir de 2019, cependant, le remplissage s'est accéléré, et le sommet local a gonflé à un rythme de plus de 22 cm par an. Puis, en 2023, cela a doublé pour atteindre 57 cm par an, et s'est étendu à une caldeira voisine.

En 2024, une importante série de séismes a accompagné l'ouverture d'un évent, et une fissure de 900 mètres de long s'est ouverte, projetant des fontaines jusqu'à 160 mètres de hauteur dans le ciel au cours de 13 heures. Moins d'un jour après la fin de cet épisode, une deuxième éruption a suivi. Au mois dernier, 52 éruptions de fontaines supplémentaires s'étaient produites, la plus violente ayant projeté de la lave à plus de 400 mètres dans les airs. Pour référence, c'est à peu près la hauteur de l'Empire State Building, si l'Empire State Building était en feu et aussi de la géologie.

Le résultat le plus significatif est peut-être que nous pouvions prédire quand une éruption de fontaines était susceptible de se produire. Chaque éruption provoquait une déflation rapide du sommet du Kilauea, suivie d'un remplissage relativement lent du réservoir magmatique de Halemaʻumaʻu.

L'USGS a reconnu que des éruptions consécutives se produisaient lorsque l'inclinaison du sommet atteignait des niveaux similaires. Bien que l'inclinaison précise associée aux éruptions ait eu tendance à diminuer avec le temps, la différence entre éruptions consécutives était relativement faible. Ce schéma a finalement aidé l'organisation à émettre des alertes lorsque des éruptions étaient probables, ce qui était particulièrement utile car il n'y avait pas de signaux sismiques clairs immédiatement avant la reprise des fontaines. Ainsi, le volcan annonce effectivement ses coups – mais pas de la manière que quiconque attendait.

Que nous ont appris les éruptions sur le mécanisme qui déclenche la formation des fontaines ?

Une idée dominante est que la pression dans un réservoir magmatique maintient l'eau mélangée à d'autres matériaux jusqu'à ce qu'elle atteigne une profondeur suffisamment faible pour s'échapper sous forme de vapeur. Cela fragmente le magma, ce qui lui permet de monter plus rapidement, ce qui permet à plus de vapeur de s'échapper, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il y ait un jet de matière près de la surface. L'alternative postule que les choses sont entraînées par la libération de dioxyde de carbone du magma, qui forme une « mousse » magma/gaz au toit de la chambre magmatique. Une fois qu'elle atteint un point critique, le gaz s'échappe, entraînant le magma avec lui jusqu'à épuisement de l'approvisionnement dans la chambre magmatique.

Les nouvelles données ne fournissent pas une image claire. Elles ne favorisent clairement pas la formation d'une mousse de dioxyde de carbone, car les niveaux de ce gaz sont restés faibles