Les volcans sous-marins dits de « petit-spot » sont bien spéciaux. Situés en amont des fosses de subduction, sur une lithosphère océanique vieille et froide, loin de l’intense activité volcanique qui se manifeste au niveau des dorsales, ils joueraient pourtant un rôle non négligeable dans le cycle global du carbone.
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Sur chaque continent, de nombreux volcans sont en activité. Pourtant, l'intensité de ce volcanisme terrestre est loin derrière celle qui se joue au fond des océans. Majoritairement aligné sur les dorsales océaniques, le volcanisme sous-marin passe cependant souvent totalement inaperçu. Il joue pourtant un rôle majeur dans les grands cycles chimiques et soutient, par le biais de l'intense activité l'hydrothermale qu'il génère, une vie foisonnante au fond des océans.
Ces systèmes hydrothermaux, qui reposent sur la circulation de fluides au sein de la croûtecroûte, activée par la présence d'une source de chaleurchaleur magmatique, sont d'ailleurs suspectés d’être à l’origine de la vie sur Terre. L'intérêt pour cet hydrothermalismehydrothermalisme de haute température associé à l'activité magmatique des dorsales océaniques a cependant occulté l'existence d'un autre type de système hydrothermal se jouant au niveau de volcans bien plus discrets dits de « petit-spot ».
Des volcans où l’on n’en attendait pas
Il faut quitter le domaine médio-océanique et se rapprocher des zones de subductionzones de subduction, qui se trouvent en limite de plaque lithosphériqueplaque lithosphérique, pour trouver ces petits volcans sous-marins d'une cinquantaine de mètres de haut. La découverte de ce type de volcans est plutôt récente, et pour cause : personne ne s'attendait à trouver une activité volcanique dans des zones où la croûte océanique est généralement vieille, épaisse et froide. Bien qu'ils soient situés à proximité des zones de subduction, où une plaque océanique plonge sous une autre plaque, ils ne sont pas directement liés à ce phénomène, contrairement au magmatisme d'arc à l'origine par exemple des volcans de la Ceinture de Feu du PacifiqueCeinture de Feu du Pacifique.
Les volcans de « petit-spot » sont associés à la remontée de très faibles quantités de magmamagma à travers des fractures qui affectent la croûte océaniquecroûte océanique en amont de la zone de subduction. En effet, le fait qu'une plaque océanique plonge en subduction entraîne un bombement dans une zone s'étendant sur 600 kilomètres environ avant la fosse de subduction. Ce bombement provoque l'ouverture de faillesfailles qui traverse la croûte vieille et cassante. Des failles qui vont alors pouvoir servir de conduits pour le liquideliquide magmatique présent en petite quantité au sommet de l'asthénosphèreasthénosphère. Lors de leur remontée, ces laveslaves se contaminent au contact des roches de la croûte océanique et des sédiments très hydratés, produisant en surface des laves à la composition bien spécifique, alcalinesalcalines et enrichies en CO2. En solidifiant, ces laves donnent des roches nommées pépérites. On trouve des pépérites dans d'autres types d'environnement volcanique, mais ces roches sont toujours le résultat de la mise en contact de lave et de sédimentssédiments gorgés d'eau.
Une importante production de méthane
Cette activité magmatique particulière suggère la présence d'une activité hydrothermale. Une activité démontrée par une équipe de chercheurs japonais de l'université de Waseda, qui ont publié leurs résultats dans la revue Communications Earth and Environment. Les scientifiques se sont penchés sur la caractérisation de dépôts hydrothermaux autour d'un volcan petit-spot situé en amont de la fosse du Japon, à 5,7 kilomètres de profondeur d'eau.
De fait, il s'agit de l'activité hydrothermale la plus profonde décrite à ce jour. Elle est à l'origine de dépôts riches en oxydes de ferfer et de manganèsemanganèse, qui ont précipité directement à partir d'un fluide hydrothermal plutôt froid (moins de 200 °C) arrivant au contact de l'eau de mer. Ce fluide serait d'ailleurs bien plus enrichi en méthane et en CO2 que les fluides hydrothermaux sur les dorsales océaniques.
Pour les scientifiques, ces quantités de gazgaz seraient suffisamment importantes pour jouer un rôle non négligeable dans le cycle global du carbonecarbone. Un rôle jusqu'à présent non considéré.
