La deuxième observations porte sur leur nature ;  un comptage sur plus de trois cent particules, de taille comprise entre 1 et 0.5 mm, montre qu’elles sont formées par  20 à 30% de magma frais, qui se présente sous forme d’esquilles bulleuses, souvent étirées. Fig.2.

Environ 60 à 70% du matériel est constitué par des esquilles de couleur plus sombre, la phase vitreuses est moins bien conservée et très souvent remplacée par de très petits cristaux qui confèrent à ces esquilles un aspect mat Ce matériel pourrait provenir de la partie supérieure du niveau de la colonne magmatique, qui se refroidit partiellement et voit ainsi sa viscosité augmenter et empêcher le dégazage normal. La pression exercée par l’accumulation de gaz sous cette croûte de magma, partiellement solidifiée, va finir par en vaincre la résistance mécanique et la brusque décompression, liée à sa fracturation va entraîner la pulvérisation de cette croûte et permettre à une petite quantité de magma frais de s’échapper du conduit.

Le tout est complété par  environ 10% de morceaux de roche ou de verre oxydés ou altérés arrachés aux parois du conduit d’alimentation .

Parmi les minéraux, qui sont quantitativement peu abondants dans ces cendres, seuls les plagioclases ont été trouvés associés au magma frais, plagioclase, olivine et pyroxènes sont présents dans les débris de la croûte.

Ces observations indiquent que le magma est présent en profondeur et qu’une étude systématique des proportions des différents constituants, notamment une augmentation des quantités de magma frais dans les cendres, résulte des modifications physiques du sommet de la colonne magmatique. Les études de ce type facilement réalisables à l’aide d’ une simple loupe binoculaire permettent de mieux comprendre ce qu’il se passe au sommet de la colonne magmatique. L’étude systématique des émissions de cendres doit permettre de suivre, non seulement, l’évolution superficielle de la colonne magmatique mais aussi de se faire une idée de comment vont évoluer les dynamismes éruptifs.

The amphibole megacrysts are practically unzoned. They sometimes show a thin reaction rim of rhonite and fassaite within a melt strongly enriched in Si, Al, and alkalis. Microprobe analyses show that their composition is roughly that of a kaersutite close to pargasite or ferropargasite (table 1). Although kaersutite is occasionally found in ancient Etnean Products, it has never been observed as phenocrysts in lavas during the past 2,000 years, let alone as such large chrystals. The 2001 host lava is a K-trachybasalt whose chemical  composition is practically identical to that of the lava with elevated K, Rb, and Cs content that first appeared in 1974 and started a period of stronger activity, probably linked to selective assimilation of rocks from the sedimentary and metamorphic basement (Tanguy and Kieffer, 1976, Clocchiatti and others, 1988).

In the present case, the amphibole megacryst are closely linked to the early products of the 2,100 m vent, which also display numerous white sandstone  inclusions sometimes reaching the size of a human head. Amphibole as well as sandstone inclusions are less frequent in the products from the 2,600 m vent end are not found in lavas from the upper vents (2,700-3,000 m elevation). Although investigations are still in progress, it may be hypothesized that the amphibole developed under high water pressure at a later stage of crystallization, probably near the sandstone roof of a small, shallow magma chamber. The recent origin of the amphibole megacrysts is also testified by their K-content, which reflects the higher K contents of magmas from the past 30 years (figure 3).

References: Tanguy,J.C, and Kieffer,G, 1976, The 1974 eruption at Mount Etna: Bulletin of Volcanology, V. 40, no.4, p.239-253.

Clocchiatti,R, Joron,J.L, and Treuil, M, 1988, The role of selective alkali contamination in the evolution of recent historie lavas of Mt. Etna: Journal of Volcanological  and Geothermal Research, V.34, p. 241-249.

Information Contacts: Roberto Clocchiatti, CNRS and CEN Saclay, 91191 Gif s/ Yvette cedex, France; Jean Claude tanguy, University of Paris 6 and IPGP, 94107 St Maur des Fossés cedex, France.

Nous remercions Rick Wunderman, Global Volcanism Program  pour la l'autorisation de publier l'article ci dessus du Bulletin of the Volcanisme Network, Volume 26, Number 10, October 2001.

Dans la mise à jour du 28/ 07/2001 R. Clocchiatti nous donnait une première analyse de l’éruption en cours. Il signalait entre autres la présence  probable de megacristaux de Kaersutite, amphibole caractéristique des roches alcalines, dans les produits de la coulée émise par la boutonnière à 2140m. Par la même occasion il signalait l’existence de ce minéral dans les laves des Monts Silvestri (1892). L’étude détaillée de ces minéraux est en cours.

Documents inédits du 01 février 2001

R. Clocchiatti, J. L. Joron

Laboratoire Pierre Süe, CEA-CNRS

L’activité éruptive de l’Etna est induite et contrôlée par la montée d’un magma profond peu différencié.

Vers la fin de l’année 98 le cratère de S.E. a été le siège d’une activité explosive intermittente caractérisée par des fontaines de lave, des émissions de cendres et des coulées de débordement. En raison des conditions climatiques défavorables les prélèvements sur le terrain ont été peu nombreux. Les laves émises à cette époque sont différenciées ainsi que le montre leur teneur élevée en Th=8.5. Le 4 février 99, une fracture de direction NW-SE s’ouvre à la base du flanc sud du cratère SE, après un épisode paroxysmal caractérisé par de fontaines de lave,, l’activité va se manifester essentiellement sous forme de coulées subterminales.

Les matériaux du 04/02 sont caractérisés par des valeurs du Th comprises entre 7.2 et 7.7 qui marquent une alimentation par un magma moins différencié qui va progressivement s’enrichir en thorium et atteindre des valeurs proches de 8.5 à la fin du mois de Juin 99. Au mois de Juillet, la Voragine et la Bocca Nuova sont très actives ; toutefois l’activité strombolienne demeure intracraterique. Simultanément l’activité de type explosif reprend au cratère SE. Cette période semble correspondre à une nouvelle alimentation qui ramène le Th à des valeurs proches de 7.5. Aux mois de septembre et d’octobre, le cratère central entre en phase paroxysmale. De la Bocca des coulées débordent et se déversent sur le flanc occidental du volcan. Leur teneur en Th, analogue à celle des matériaux émis par le SE au début de février 99 indique que le système superficiel est de nouveau alimenté par du magma profond. Cette alimentation n’est pas ressentie par le SE dont les laves atteignent leur maximum de différenciation avec un Th supérieur à 8.5 prouvant ainsi la coexistence de deux liquides différents et l’indépendance à un niveau superficiel des conduits d’alimentation. A partir de novembre et jusqu’à la fin janvier 2000 on a une période de calme. A partir du 26/01 vont se succéder, de manière assez régulière dans le temps,66 épisodes paroxysmaux à fontaines de lave, de brève durée mais de très forte énergie. De janvier à mai les valeurs du Th passent de 7.2 à 6.6. qui sont les valeurs les plus basses mesurées dans les laves des trente dernières années.

 L’observation des dynamismes, couplée à l’analyse des matériaux émis, nous indiquent la remontée de plus en plus rapide d’un liquide profond, qui n’arrive pas à se différencier ce qui exclut l’alimentation de l’éruption à partir d’un réservoir superficiel de grande dimension.

 A partir de la fin de juin 00, l’activité de l’Etna cesse pour ne reprendre que de manière épisodique fin août au cratère SE, puis en octobre et vers les derniers jours de novembre simultanément au SE et à la Bocca .

. Les liquides émis par la Bocca et le SE sont de nouveau évolués (7.3<Th<8.2). La distinction entre les produits du SE, bien visible en octobre 99, et ceux de la Bocca, s’est estompée ce qui semble indiquer qu’un seul liquide a alimenté ces deux cratères sommitaux au cours des derniers mois. On remarque aussi que le liquide de la Bocca est légèrement plus évolué que celui émis en octobre 99.

 Les dynamismes,( petites coulées ,activité strombolienne modérée) moins énergétiques que ceux de la période précédente, laissent penser que le cycle éruptif est proche de sa fin et qu’il faut attendre une nouvelle alimentation d’origine profonde pour déclencher le prochain cycle éruptif.

Glossaire

  Une lave différenciée est une lave qui n’a plus sa composition initiale. Au cours de son ascension vers la surface, le magma se refroidit et se solidifie partiellement sous forme de cristaux. Ces cristaux , par différents mécanismes, se séparent du liquide :on désigne ce processus par le terme de Cristallisation Fractionnée. Pour suivre l’étendue de ce processus on analyse un élément ( ici le thorium) qui a la propriété de ne pas participer à la construction des cristaux : plus la quantité de cristaux sera grande, plus la quantité de thorium dans le liquide qui reste ( liquide résiduel) sera élevée, en d’autres termes plus la lave sera différenciée.

A l’inverse une lave pauvre en thorium sera désignée comme peu différenciée. Si la quantité de thorium correspond à celle de la lave au moment où elle s’est formée dans le manteau, on dit que le liquide est primaire.

Magma désigne le mélange de silicates fondus ( le liquide), de cristaux et de bulles de gaz qui constituent la lave.

Fontaine de lave est un jet dirigé de magma produit par la libération des gaz qui s’échappent à très grande vitesse et de manière continue. Dans la période janvier-juin 2000, les fontaines de lave, avec des bombes de plusieurs décimètres ont atteint des hauteurs supérieures à 1000m et les matériaux fins comme les cendres plusieurs kilomètres.

Documents inédits du 01 février 2001

R. Clocchiatti, J. L. Joron

Laboratoire Pierre Süe, CEA-CNRS

Evolution de la composition chimique des laves de l’Etna émises dans la période janvier 99- décembre 2000

Dans les diagrammes sont reportées les teneurs en éléments majeurs exprimées en poids d’oxydes par rapport à la teneur en SiO₂, considérée comme indice de différenciation.

  On constate que les points représentatifs de la composition des laves se disposent suivant des droites qui traduisent un processus de mélange accompagné par un processus de fractionnement cristallin. Il convient de remarquer que les teneurs en MgO de certaines laves dépassent 6 % ; ce sont les teneurs les plus élevées mesurées dans ces trente dernières années. Il faut remonter à l’éruption excentrique de Monte de Fiori en 1974 pour trouver des teneurs du même ordre.

La diminution du rapport CaO/Al₂O₃ indique la séparation de cristaux de clinopyroxène et celle du rapport MgO/Fe₂O₃ la séparation de minéraux ferromagnésiens.

Les alcalins, contrairement aux autres éléments, présentent une corrélation positive avec la silice, en d’autres termes ils se concentrent dans le liquide résiduel au cours de la différenciation.

Dans l’histogramme , teneurs en MgO en fonction du temps, on constate que les laves les plus basiques ont été émises en juin 2000, en accord avec les données obtenues à partir des éléments en trace et notamment le Th.

Légende des diagrammes ci-dessous.

Documents inédits du 18 mai 2000

Le suivi de la dernière éruption, débutée en février 1999 et pendant laquelle les différents cratères ont fonctionné à un moment donné en même temps, vient confirmer cette analyse. La figure 2 présente les concentrations en Th mesurées au cours de la période novembre 98-novembre 99.

Des processus de mélange peuvent exister et compliquer le scénario : au cours d’une éruption, les différents magmas peuvent emprunter, près de la surface, le même conduit, se mélanger et sortir par le même cratère. Ainsi l’éruption de 1999 débute par la venue dans le cratère SE d’un magma équivalent à celui qui alimente le cratère Central. Après cet épisode, la lave du cratère SE va reprendre petit à petit ses caractéristiques habituelles.

Début octobre, les deux cratères fonctionnent en même temps, avec, de nouveau, des laves distinctes.

Cette complexité n’est pas propre à l’Etna et souligne l’intérêt d’un suivi pétrogéochimique pour mieux comprendre le fonctionnement d’un volcan.