En Alaska, où l’hiver court plus froid, le soleil brille plus longtemps et les montagnes s’élèvent plus haut que n’importe quel autre état, le pays du soleil de minuit peut revendiquer un autre superlatif : Les maars les plus grands et les plus étranges jamais découverts sur Terre.

Les maars sont des cratères laissés après de violentes explosions de vapeur volcanique, déclenchées lorsque le magma ascendant s’écoule dans les eaux souterraines, qui explosent alors comme une bombe.

« Lorsque l’eau se transforme en vapeur, elle augmente son volume de 1 000 fois », a déclaré James Beget, volcanologue à l’Alaska Volcano Observatory et à l’Université d’Alaska, Fairbanks.

La plupart des maars font environ 1 000 pieds (300 mètres) de large. Rarement, ils atteignent un mile (1,6 kilomètre) de diamètre. Leur taille est limitée par le combustible – la lave chaude fait rapidement bouillir l’eau disponible, ce qui arrête la réaction.

Mais l’énorme maar des lacs Devil Mountain en Alaska fait plus de 8 km de large, de loin le plus grand sur Terre, a déclaré Beget. C’est une taille comparable à celle des caldeiras du volcan Kilauea d’Hawaï et du lac de cratère du Mont Mazama en Oregon.

Le maar fait partie de la réserve nationale du pont de la Terre de Béring et se trouve à l’extrémité nord de la péninsule de Seward.
La toundra abritait des mammouths et, peut-être, des humains migrateurs de l’ère glaciaire lorsque le maar de Devil Mountain a dynamité le paysage. Aujourd’hui, les coulées de lave bizarres de la région attirent les scientifiques qui étudient d’autres planètes, à la recherche d’analogues aux éruptions sur Mars.

Oh, mon dos endolori

Le long de la frontière sud de l’Alaska se trouve une zone de subduction de 1 200 miles (2 000 km) de long, où une des plaques tectoniques de la Terre plonge sous une autre. Au-dessus de la limite de la plaque, une série de grands volcans percent la croûte terrestre, dessinant l’arc des îles Aléoutiennes. La force de la collision exerce également une traction sur la croûte, qui peut s’étirer et s’étendre derrière la limite des plaques, ouvrant un espace pour la remontée du magma. Ce phénomène s’appelle l’étalement de l’arrière-arc.

« Il y a une zone de plusieurs centaines de kilomètres de large derrière la zone de subduction où vous avez de petits monts sous-marins et des volcans terrestres allant jusqu’à la réserve nationale du pont terrestre de Béring », a déclaré Beget à OurAmazingPlanet.

Les lacs de Devil Mountain ne sont qu’un des quatre lacs oblats d’au moins 5 km de large qui enregistrent des éruptions maars tonitruantes, le plus jeune datant d’environ 21 000 ans, a déclaré Beget. Les autres ont entre 40 000 et plus de 100 000 ans.

Ce qui rend ces maars si inhabituels, c’est la collision du magma et de la glace, au lieu du magma et de l’eau liquide. A cet endroit, la lave est entrée en éruption sous un épais pergélisol, un événement singulier que l’on ne trouve encore nulle part ailleurs sur Terre.

Le pergélisol, pour sol gelé en permanence, est refroidi par la glace qui remplit les minuscules espaces entre les grains de sédiments. Au cours de la dernière période glaciaire, lorsque le dernier maar de la région s’est formé, le pergélisol pouvait avoir jusqu’à 100 m d’épaisseur, a déclaré Beget. La glace a créé les conditions parfaites pour une énorme série d’explosions.

Les maars sont généralement petits parce que le magma transforme rapidement l’eau en vapeur. Mais avec le pergélisol, la roche fondue à 1 800 degrés Fahrenheit (1 000 degrés Celsius) pouvait faire fondre un peu de glace à la fois, ce qui permettait à l’explosion de vapeur de rester forte, a expliqué Beget.

Les lacs de Devil Mountain, le lac Whitefish et les lacs Killeak Nord et Sud ont tous été affouillés par des centaines d’explosions de vapeur, pensent les scientifiques. Les chercheurs ont découvert d’énormes blocs de sol gelé qui se sont envolés des cratères, et d’épais nuages de cendres ont saupoudré la région sur des kilomètres. Des déferlantes pyroclastiques (un mélange fluide de gaz et de roches mortellement chauds) ont brûlé le sol sur une distance de 4 à 5 km après chaque éruption.

Les cendres ont enseveli un paysage luxuriant du Pléistocène, et les scientifiques ont excavé la roche pour examiner des plantes parfaitement conservées de l’époque où les mammouths marchaient sur la Terre. « Nous le voyons comme une Pompéi pléistocène », a déclaré Beget. Le sol bosselé ressemblait beaucoup à ce qu’est l’Arctique des hautes latitudes aujourd’hui, avec une communauté végétale poussant dans les crevasses humides entre les petits monticules et une autre sur les sommets secs.

Éruptions en cours

Pour Beget, les plus anciennes preuves archéologiques d’une habitation humaine en Alaska datent de 13 000 ans, soit beaucoup plus jeunes que les maars, il est possible que les hommes de l’âge glaciaire aient pu voir les éruptions spectaculaires car il existe des sites humains plus anciens en Amérique du Nord et du Sud.

« Nous aimerions penser que ces gens ont traversé le pont terrestre de Béring. Il pourrait y avoir des gens qui ont vu cette éruption », a déclaré Beget.

Et le volcanisme de la péninsule de Seward ne s’est pas terminé avec les explosions de maar – sa lave la plus jeune, la coulée Lost Jim près du lac Imruk, a couvert une large bande de toundra il y a environ 3 000 ans, a-t-il dit. La région pourrait entrer à nouveau en éruption dans le futur, a ajouté Beget.

« Dans n’importe quel site comme celui-ci, où vous trouvez de multiples volcans et évents et des coulées de lave et des maars géants, vous allez presque certainement avoir une autre éruption d’arrière-arc, peut-être dans la mer de Béring, peut-être plus près de Nome ou de Kotzebue », a déclaré Beget. « Nous ne pouvons pas savoir quand et où une telle éruption se produirait. »

Maars sur Mars

La coulée de lave Lost Jim est une coulée de pahoehoe à surface lisse qui couvre environ 88 miles carrés (227 km carrés) avec des profondeurs moyennes de 55 pieds (16 m). Il y a même un tube de lave qui peut être tracé sur 19 km. Des fosses d’effondrement marquent la coulée, preuve de la fonte des plaques de permafrost, mais il n’y a pas de maars de l’éruption. Parce que le climat était plus chaud et que la coulée est entrée en éruption plus au sud que les volcans de Devil Mountain, il n’y avait probablement pas une épaisse couche de pergélisol pour alimenter une explosion de vapeur, a déclaré Beget.

En 2003, Beget et Jeff Kargel, un expert des reliefs martiens, sont retournés à la Bering Land Bridge Preserve pour comparer la coulée de lave de Lost Jim avec des caractéristiques que Kargel a vues dans des images de Mars.

« Il existe de bons exemples de cratères maar sur Mars et d’autres reliefs volcaniques où la glace a joué un rôle important dans leur formation », a déclaré Kargel à OurAmazingPlanet dans une interview par courriel. « Le plateau volcanique Elysium et ses flancs sont particulièrement célèbres pour les cratères de maar, les volcans sous-glaciaires et les lahars (avalanches de boue) produits par l’interaction volcanique avec les volatiles du sol (vraisemblablement la glace). »

Beget a déclaré que la recherche de maars sur Mars était une retombée amusante de ses décennies de recherche dans la péninsule de Seward, une retombée qui confirme qu’il y a encore beaucoup à apprendre sur Terre.

« La science de est vraiment très inhabituelle et intéressante », a-t-il déclaré. « Même dans notre monde scientifique moderne, nous pouvons encore découvrir de nouveaux processus importants. »

Email Becky Oskin ou suivez-la @beckyoskin. Suivez-nous @OAPlanet, Facebook &Google+. Article original sur OurAmazingPlanet de Live Science.

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