À l’intérieur du géant : des scientifiques révèlent pour la première fois le cœur du volcan Popocatépetl

Dans l’obscurité précédant l’aube, un groupe de scientifiques progresse lentement sur les pentes du volcan Popocatépetl, l’un des plus actifs de la planète et dont l’activité représente un risque potentiel pour des millions de personnes. Leur objectif n’est pas d’atteindre le sommet, mais de comprendre ce qui se passe sous le cratère de ce colosse qui domine le centre du Mexique.

Pendant cinq ans, des chercheurs de l’Université nationale autonome du Mexique (UNAM) ont porté des dizaines de kilos de matériel, affronté des conditions météorologiques extrêmes et le danger constant d’explosions volcaniques. Le résultat de cet effort est historique : la première image tridimensionnelle complète de l’intérieur du Popocatépetl, qui permet d’identifier où le magma s’accumule et comment il se déplace en profondeur.

Un volcan surveillé, mais encore méconnu

Bien qu’environ 25 millions de personnes vivent dans un rayon de 100 kilomètres autour du volcan, il n’existait jusqu’à présent aucune carte détaillée de sa structure interne.

« L’intérieur d’un volcan actif est en mouvement constant : roches, magma, gaz et aquifères génèrent en permanence des signaux sismiques », explique Marco Calò, professeur à l’Institut de géophysique de l’UNAM et chef du projet. Des études antérieures, menées il y a une quinzaine d’années, proposaient des images contradictoires et de faible résolution, insuffisantes pour comprendre comment se construit l’édifice volcanique et où se concentre le magma.

Technologie, données et intelligence artificielle

Pour combler cette lacune, l’équipe a augmenté de 12 à 22 le nombre de sismographes installés autour du volcan, couvrant l’ensemble de son périmètre. Bien que trois seulement soient nécessaires pour émettre des alertes d’urgence, un nombre bien plus important est indispensable pour interpréter ce qui se cache derrière ces événements.

Les dispositifs enregistrent les vibrations du sol cent fois par seconde. Cette énorme quantité de données a été traitée par Karina Bernal, doctorante de 33 ans, qui a utilisé l’intelligence artificielle pour adapter des algorithmes développés pour d’autres volcans. « J’ai appris à la machine les différents types de secousses qui existent sur El Popo », explique-t-elle. Ils ont ainsi pu classifier les signaux sismiques et, peu à peu, déduire quels matériaux se trouvent dans chaque zone, à quelle température et à quelle profondeur.

Un intérieur plus complexe qu’imaginé

L’image finale est bien loin des schémas simplifiés appris à l’école. Le modèle tridimensionnel, qui descend jusqu’à 18 kilomètres sous le cratère, montre plusieurs réservoirs de magma à différentes profondeurs, séparés par des couches de roche et d’autres matériaux. Ces accumulations sont plus nombreuses vers le sud-est du volcan, une donnée qui ouvre de nouvelles questions scientifiques.

Un géant majestueux et dangereux

Le Popocatépetl, apparu il y a plus de 20 000 ans sur les vestiges de volcans plus anciens, maintient une activité constante depuis 1994, avec des émissions quotidiennes de gaz, de cendres et de vapeur. Sa dynamique inclut la formation de dômes qui finissent par s’effondrer et provoquer des éruptions, comme celle enregistrée en 2023.

Calò, d’origine sicilienne, parle du volcan avec admiration et respect. Il rappelle qu’au Ier siècle un village nommé Tetimpa a été enseveli sous la cendre, une sorte de « petite Pompéi ». Il souligne également que, bien que le Popocatépetl émette de grandes quantités de gaz à effet de serre, celles-ci restent minimes comparées à celles générées par l’activité humaine dans la ville de Mexico.

La science au contact direct de la montagne

Les expéditions impliquent de camper à plus de 3 800 mètres d’altitude, de traverser d’anciens lahars et de marcher parmi des cendres chaudes et d’énormes rochers, dont certains sont des « bombes volcaniques » de plusieurs tonnes. Le risque est réel : en 2022, une personne est morte après avoir été touchée par une roche projetée près du cratère.

Pour l’équipe, le volcan est pourtant un laboratoire naturel inestimable. « Le connaître directement nous donne une vision beaucoup plus objective des limites de notre analyse », affirme Calò. Les informations recueillies permettront, à l’avenir, de prendre de meilleures décisions face à une éruption.

Alors qu’ils observent sur un écran l’intérieur du Popocatépetl prendre vie en trois dimensions, les scientifiques savent que l’effort en valait la peine. Et, comme le reconnaît l’une des jeunes chercheuses, c’est aussi une source d’élan pour continuer à monter et lancer de nouveaux projets.