Le fait que les chambres magmatiques soient en fait des régions qui ressemblent plus à de la neige fondue qu'à des poches d'eau liquide était soupçonné depuis un moment déjà par les sismologues. « On n'arrivait pas vraiment à former d'images nettes de ces chambres par enregistrement sismique », explique Jacques-Marie Bardintzeff. Ce qui rétrospectivement se comprend, si l'on n'a effectivement pas de discontinuité nette entre le « mush » et la roche encaissante la plupart du temps.

Si nous devions faire un bilan de ce qu'il faut sans doute penser actuellement des chambres magmatiques sous un volcan, l'on aboutirait en gros à ceci. D'abord, rappelons que la croûte n'est pas une surface refroidie et solidifiée flottant sur un manteau en fusion et liquide, comme on pourrait le penser en regardant un lac de lave tel celui de l'Erta Ale en Éthiopie. On le sait au moins depuis l'essor de la sismologie au tout début du XXe siècle car, contrairement aux ondes sismiques compressives dites P qui arrivent les premières, les ondes transversales secondaires (S) ne se propagent pas dans des liquides. On sait donc depuis plus d'un siècle que le manteau, qui transmet les ondes S, est solide même si à l'échelle des temps géologiques - dont l'unité est le million d'années -, il se comporte bel et bien comme un « fluide » visqueux chaud en convection.

Des masses de matières chaudes, remontant vers la surface de la Terre, se décompriment de sorte qu'elles se mettent à fondre partiellement au niveau des cristaux d'olivines qui composent les péridotites du manteau supérieur. Le liquide basaltique produit est moins dense que les roches encaissantes si bien qu'il a tendance à remonter lui aussi vers la surface sous l'effet de la pression d'Archimède. Un processus de percolation du magma, analogue à celui de l'eau dans des milieux poreux, se met alors en place. Le magma va se concentrer dans des zones de fracture qui vont s'agrandir par fracturation hydraulique. Ce mécanisme n'a commencé à être bien compris qu'avec les travaux d'un des pères de la théorie de la tectonique des plaques, Dan McKenzie, qui a publié un article retentissant sur le sujet en 1984.

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Du magma qui percole

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Nous en avons donc déduit que le magma finissait par se concentrer entre quelques dizaines et une centaine de kilomètres de profondeur dans des grandes cavités : les fameuses chambres magmatiques. L'analyse des laves en surface montrait que celles-ci évoluaient chimiquement au cours de milliers et de dizaines de milliers d'années d'éruptions successives. On trouvait même des cristaux se condensant à hautes températures, comme les zircons, âgés d'environ 100.000 ans en arrivant en surface. Il fallait en conclure que les chambres magmatiques existaient pendant une longue période géologique durant laquelle des processus de différentiation et ségrégation opéraient, perturbés par des remontées de liquide basaltique frais. Ces processus pouvaient d'ailleurs se voir dans les rares chambres magmatiques figées connues et accessibles en surface du fait de l'érosion, comme la fameuse intrusion de Skaergaard dont nous avons parlé précédemment.