Les chercheurs ont découvert que les forces de cisaillement à l'intérieur des conduits volcaniques peuvent déclencher la formation de bulles de gaz dans le magma, indépendamment des chutes de pression. Ce mécanisme aide à expliquer pourquoi certains volcans riches en gaz produisent des coulées de lave douces au lieu d'éruptions violentes. Ces résultats, publiés dans Science, pourraient améliorer les modèles de prévision des éruptions.
L'intensité des éruptions volcaniques dépend du nombre et du moment de formation des bulles de gaz dans le magma ascendant. Traditionnellement, les scientifiques pensaient que les bulles se formaient principalement lorsque la pression diminuait pendant l'ascension, comme pour déboucher une bouteille de champagne. Cependant, ce modèle ne parvenait pas à expliquer les cas où des volcans comme le mont St. Helens dans l'État de Washington et Quizapu au Chili ont émis des coulées de lave lentes malgré un magma riche en gaz et hautement explosif.
Une équipe internationale, incluant Olivier Bachmann de l'ETH Zurich, a identifié les forces de cisaillement comme un mécanisme alternatif clé. Dans leur étude publiée dans Science le 21 novembre 2025, ils décrivent comment le mouvement du magma dans les conduits — plus lent près des parois en raison du frottement — pétrit la roche fondue, nucleant des bulles même à haute pression. « Nos expériences ont montré que le mouvement dans le magma dû aux forces de cisaillement suffit à former des bulles de gaz — même sans chute de pression », a déclaré Bachmann.
Des tests en laboratoire utilisant un liquide infusé de dioxyde de carbone imitant le magma ont confirmé que le cisaillement dépassant un seuil génère rapidement des bulles, surtout dans des mélanges saturés en gaz. Des simulations ont révélé que les bulles se forment préférentiellement près des parois des conduits et peuvent coalescer en canaux d'échappement, permettant une libération précoce du gaz. Pour les magmas riches en gaz, cela empêche l'accumulation de pression, menant à des coulées douces. « Plus le magma contient de gaz, moins le cisaillement nécessaire est important pour la formation et la croissance des bulles », a expliqué Bachmann.
À l'inverse, un cisaillement soudain dans des magmas pauvres en gaz peut faire surgir des bulles, accélérant l'ascension et provoquant des explosions. L'événement du mont St. Helens en 1980 en est un exemple : la dégazage initiale induite par cisaillement a produit un dôme de lave lent, mais un glissement de terrain ultérieur a causé une chute rapide de pression et une explosion. « Nous pouvons donc expliquer pourquoi certains magmas visqueux s'écoulent doucement au lieu d'exploser, malgré leur forte teneur en gaz — une énigme qui nous intriguait depuis longtemps », a noté Bachmann.
Ces insights suggèrent que de nombreux volcans à magma visqueux dégazent plus efficacement que supposé. Intégrer le cisaillement dans les modèles pourrait améliorer les prévisions de risques. « Pour mieux prédire le potentiel de danger des volcans, nous devons mettre à jour nos modèles volcaniques et prendre en compte les forces de cisaillement dans les conduits », a exhorté Bachmann.