La nature volcanique des Campi Flegrei, ou Champs Phlégréens, était déjà connue dans l’Antiquité. Les diverses sources d’eau chaude et fumerolles étaient une destination de vacances populaire pour les riches Romains et en 79 après JC, le Mont Vésuve voisin est entré en éruption, détruisant la célèbre ville de Pompéi. En 1539, une éruption volcanique plus petite a formé le cône de 403 pieds de haut du Monte Nuovo, la nouvelle montagne.
Le géologue victorien Charles Lyell a soutenu en 1830 qu’une chambre magmatique profondément souterraine expliquerait non seulement les volcans actifs, mais aussi un étrange phénomène qu’il avait observé. Sur les colonnes d’une ruine romaine, il a noté des trous de forage dans les roches, réalisés par des mollusques marins et qui se trouvent maintenant à 22 pieds au-dessus du niveau récent de la mer. Pour Lyell, la seule explication possible était qu’une grande chambre magmatique, se remplissant périodiquement de roche en fusion, tirait d’abord les colonnes sous le niveau de la mer, puis, après un certain temps, repoussait le sol et soulevait à nouveau les colonnes au-dessus de la mer.
zone rouge plus grande, au nord-ouest du port de Pozzuoli. Carte de SUESS, E. Das Antlitz der Erde (1892). Image dans le domaine public. David Bressan
Des tremblements de terre ont été enregistrés dans les années 1950, 1970 et 1980, suivis d’un soulèvement mesurable du sol. On sait aujourd’hui que la chambre magmatique des Campi Flegrei est située à une profondeur de 1,8 milles sous le niveau du sol. On ne sait pas encore exactement comment le magma provoque les mouvements du sol observés. Selon le modèle classique, lorsque la chambre magmatique se remplit, le plus grand volume pousse simplement le sol sus-jacent vers le haut. Un autre modèle suggère que les fluides chauds du magma chauffent la roche et une grande masse d’eau souterraine, que l’on trouve dans le sous-sol des Campi Flegrei. Comme l’eau chaude possède un plus grand volume, elle se dilate et le sol est poussé vers le haut.
Dans tous les cas, les simulations effectuées par une équipe de recherche de l’University College London et de l’Observatoire du Vésuve à Naples et publiées sous le titre Progressive approach to eruption at Campi Flegrei caldera in southern Italy, ont montré que ce soulèvement périodique provoque une accumulation de stress dans les roches au-dessus de la chambre magmatique, rendant plus probable que le magma trouve un chemin vers la surface, augmentant la possibilité d’une éruption. D’autres activités volcaniques, comme les gaz libérés par le sous-sol, ont déjà montré que les Champs Phlégréens sont encore assez actifs.
Depuis 2005, le sol autour de la ville de Pozzuoli, située presque au centre de la caldeira de Campi Flegrei (un grand cratère volcanique partiellement effondré), s’est élevé de 1,25 pieds. Ces deux effets ne sont pas inhabituels dans la région. Les colonnes décrites par Lyell (et également situées à Pozzuoli) montrent que le soulèvement s’est produit à plusieurs reprises au cours des 2 000 dernières années et que le sol s’est même périodiquement dégonflé à nouveau. Cependant, le nouveau modèle sur la façon dont les roches, recouvrant la chambre magmatique, réagissent aux phases de soulèvement a montré un comportement inattendu.
Lors du soulèvement, les roches se déforment. Sous tension, les roches deviennent plus fragiles, ce qui permet au magma de briser plus facilement les roches et de former un conduit volcanique vers la surface. Les anciens modèles géologiques supposaient que dès que la pression dans la chambre magmatique diminuait, la tension dans les roches sus-jacentes diminuait également. Cependant, le nouveau modèle suggère que les tensions ont tendance à s’accumuler constamment au fil du temps. Lorsque le sol est soulevé, les roches se brisent et le magma est injecté depuis la chambre magmatique profonde dans les zones moins profondes des Champs Phlégréens. Le magma, même s’il n’entre pas en éruption à la surface, se refroidit et se solidifie dans les crevasses formées. Ce volume de roche nouvellement formé tend à maintenir la roche environnante sous pression et sous tension. A chaque phase de soulèvement, les roches sont exposées à des forces de tension plus élevées, devenant à chaque fois plus fragiles et susceptibles de se briser.
Ce nouveau modèle de comportement des roches sous l’effet d’une contrainte accrue par les mouvements du magma ne peut pas prédire une éruption spécifique. Cependant, il suggère que les éruptions seront plus susceptibles de se produire à l’avenir, car la résistance de la roche tend à diminuer, lentement mais constamment au fil du temps. Au lieu d’un grand soulèvement, un certain nombre de soulèvements mineurs suffiront à briser les roches déjà affaiblies, provoquant l’éruption d’un nouveau volcan.
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