«Nous avons découvert que les grandes réserves de cuivre naissent d’éruptions ratées», lance le chercheur. Le cuivre provient en effet de fluides chauds, majoritairement composés d’eau, libérés par des magmas en cours de refroidissement. Ces magmas, qui sont aussi à la base des éruptions, proviennent du manteau (la couche intermédiaire entre le noyau et la croûte terrestre) et remontent vers la surface de la Terre où ils forment une chambre magmatique. Celle-ci se situe généralement entre 5 et 15 kilomètres de profondeur.
«Si le volume et la vitesse d’injection du magma dans ce réservoir sont très importants, une grande quantité de fluides peut être émise de manière catastrophique dans l’atmosphère avec les magmas lors d’une éruption volcanique, poursuit Massimo Chiaradia. Mais ces fluides peuvent aussi se développer de manière plus silencieuse sous la surface terrestre et donner naissance à un gisement, à une profondeur variable de 1 à 6 kilomètres.»
Cette seconde option est cependant beaucoup moins fréquente, ce qui explique en partie la rareté des gisements. Il faut des dizaines, voire des centaines de milliers d’années pour qu’un gisement de cuivre se forme, alors que les éruptions volcaniques sont plus fréquentes. Une éruption ratée dépend de la conjugaison de plusieurs paramètres: la vitesse d’injection du magma, la vitesse de son refroidissement et la rigidité de la croûte terrestre qui entoure la chambre magmatique. Il faut que celle-ci soit souple pour absorber la pression exercée par les nouvelles arrivées de magma, afin que l’éruption n’ait pas lieu.

 

Faciliter l’exploration des futurs gisements

Ces découvertes, qui s’appuient sur des informations fournies par les compagnies minières et des données collectées sur le terrain, ouvrent de nouvelles voies pour le développement d’outils géologiques, minéralogiques et géochimiques propices à une exploration plus efficace des plus grands gisements porphyriques de cuivre sur Terre. «La prochaine étape sera de travailler sur un modèle permettant de quantifier de la manière la plus précise possible le contenu total en cuivre et donc la qualité d’un gisement potentiellement exploitable, estime Massimo Chiaradia. La mise en évidence des similarités entre grandes éruptions et gisements va permettre d’utiliser une bonne quantité des connaissances acquises par les vulcanologues pour progresser dans la compréhension de la formation des gisements porphyriques.»
Le cuivre est l’une des ressources naturelles les plus exploitées de la planète. Excellent conducteur et très résistant à la corrosion, ce métal est employé pour produire tous types de fils et connexions électriques. Il permet également la réalisation de nombreux alliages, tels que le bronze et le laiton. Considéré comme un matériau essentiel à la transition énergétique – il est massivement utilisé pour équiper les voitures électriques –, sa demande dépassera les ressources disponibles connues d’ici à quelques décennies. Découvrir de nouveaux gisements et acquérir de nouvelles connaissances sur leur formation constituent donc un enjeu crucial.