Près du col du Sico, une frontière éloignée entre le Chili et l’Argentine et entre les zones bien connues de la Quebrada de Humahuaca et du Salar de Atacama, les touristes qui visitent ces magnifiques paysages voient une colline indéfinissable de 5 400 mètres se refléter dans la lagune de Tuyaito. Il s’agit de Colline d’El Lacol’un des endroits géologiquement parlant les plus controversés et les plus intrigants de la Terre.
roches faites de magnétite
À la fin des années 1950 du siècle dernier, Parc Charles, professeur de gisements minéraux à l’Université de Stanford, a décrit des coulées de lave volcanique constituées de magnétite dans un endroit reculé des Andes. Cette découverte a soutenu la théorie, déjà soulevée par le géologue suédois Geiger en 1910, selon laquelle des roches similaires et beaucoup plus anciennes qui ont été exploitées dans la mine de Kiruna en Laponie ont été formées par la cristallisation d’un magma inconnu et riche en fer.
La magnétite est une source importante de fer et un minéral que l’on trouve rarement en quantités aussi élevées qu’à Kiruna ou El Laco. Une fable de Pline l’Ancien attribue le nom de magnétite à celui d’un berger nommé Magnès qui découvrit ce minéral sur le mont Ida en constatant qu’il adhérait aux clous de ses chaussures.
El Laco est un volcan récent, formé “seulement” il y a environ 2-3 millions d’années, ce qui signifie que nous pouvons étudier des roches presque intactes sur ses pentes.
L’étrangeté du volcan
Autour de ce volcan classique des Andes, il y a des coulées de lave très similaires à celles de n’importe quel volcan, mais un peu plus sombres et avec des formes capricieuses d’érosion. Dans le détail, ces coulées de lave ont toutes les structures que l’on peut attendre d’un volcan. Ce sont des coulées de lave qui ont dévalé la pente, des roches pyroclastiques ou des bombes volcaniques.
Elles ressemblent à des roches conventionnelles, mais elles n’en sont pas : elles sont constituées de magnétite. Il est difficile de s’en rendre compte jusqu’à ce que vous entendiez le bruit métallique de frapper un marteau ou de rapprocher un aimant. A la loupe on peut aussi voir que la magnétite est massive, elle ne comporte que quelques petites inclusions de fluorapatite, un minéral riche en phosphore et fluor, et de diopside.
Une lave inhabituelle sur Terre
La formation de ces roches a suscité un débat scientifique acrimonieux. Aujourd’hui encore, plus de 60 ans après sa découverte, il n’existe pas de théorie unanimement acceptée sur son origine.
Les hypothèses sur la façon dont ces roches uniques auraient pu se former sont très variées. Ils incluent, avec l’hypothèse magmatique, des modèles qui suggèrent que la magnétite a été formée par des eaux plates salées qui ont été chauffées par l’activité magmatique et ont extrait le fer des roches volcaniques pour le déposer à la surface. Ou que le fer était transporté par de l’eau chaude provenant des racines du volcan.
Cependant, ces dernières années, il y a plus de preuves géologiques et géochimiques que la magnétite est une lave inhabituelle.
Le plus gros problème est que personne n’a vu ces laves sur Terre, bien que certains chercheurs émettent l’hypothèse qu’elles sont courantes sur Mars et sur d’autres planètes. Un problème similaire s’est produit avec des roches très différentes, les carbonatites, qui sont aussi d’étranges laves composées de carbonates. Jusqu’à la découverte de la lave carbonatitique émergeant du volcan Oldoinyo Lengai (Tanzanie), la polémique n’était pas close.
Si El Laco a des coulées de lave volcanique de magnétite, deux grandes questions se posent à résoudre. La première est que la magnétite fond à environ 1590°C, une température qui n’est pas enregistrée dans la croûte terrestre. De plus, la température maximale des magmas qui atteignent sa surface ne dépasse pas 1300°C.
Comment faire fondre la magnétite ?
Les experts en hauts fourneaux savent que si l’on ajoute au fer des éléments comme le phosphore ou le fluor, la température de fusion chute énormément, presque jusqu’à 700°C, une température bien plus normale dans les volcans.
Mais d’où viennent ces composants relativement inhabituels ?
Sous El Laco, il existe des preuves géologiques qu’il y a de grandes couches de sel déposées dans un environnement marin il y a entre 40 et 90 millions d’années. Cette relation avec le sel se répète dans les rares endroits au monde où existent des gisements de magnétite similaires.
Une explication possible est que les magmas de composition plus commune (andésites) lors de leur ascension à travers la croûte terrestre, et déjà proches de sa surface, incorporaient du sel et des fondants qui, associés à l’andésite, ont facilité la formation de ces magmas si riches en fer
Des restes de ces roches ont été trouvés sous forme de fragments projetés par le volcan ou sous la forme de petites inclusions dans la magnétite elle-même. Les traceurs géochimiques montrent également que la magnétite n’est pas chimiquement liée aux roches volcaniques hôtes. La composition chimique des roches riches en magnétite retrace la réaction de ces magmas profonds avec les roches au-dessus d’eux.
Cette relation inhabituelle entre magmas d’origine profonde et couches salines pourrait expliquer la rareté de ces volcans.
Personne n’a vu ces laves ni ce qui se passe aux racines de ces volcans. Les humains sont arrivés tardivement à la contemplation d’un phénomène qui, s’il s’était produit, aurait été l’un des plus spectaculaires de la nature, avec du fer en fusion dévalant les pentes du volcan à une vitesse inhabituelle et accompagné de grandes colonnes pyroclastiques.
