Les cycles éruptifs décennaux du Piton de la Fournaise (La Réunion) liés à la fertilité de sa source mantellique
Publié par Redbran le 06/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INSU
Le Piton de la Fournaise (île de La Réunion) est un des volcans les plus actifs de la planète. Il présente cependant une alternance de périodes d'activité intense (12 à 24 ans) et de périodes de repos (3 à 6 ans). Cette étude impliquant des chercheurs du Laboratoire magmas et volcans (LMV/OPGC, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Clermont-Auvergne/CNRS/IRD) et l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) du globe de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien,...) (IPGP, Université Paris Diderot/CNRS), montre que cette activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) cyclique est étroitement liée à la fertilité (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à produire une descendance viable et abondante. Le terme était...) de sa source mantellique qui module le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un...) de magma vers la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...).

Les volcans de point (Graphie) chaud comme le Kilauea sur l'île (Une île est une étendue de terre entourée d'eau, que cette eau soit celle d'un cours d'eau, d'un lac ou d'une mer. Son étymologie latine, insula, a donné l'adjectif...) d'Hawaii, ou le Piton de la Fournaise (Le piton de la Fournaise, qui culmine à 2 632 mètres, est le volcan actif de l'île de La Réunion. Il correspond au sommet et au flanc...) sur l'île de la Réunion (La Réunion est une île française du sud-ouest de l'océan Indien située dans l'archipel des Mascareignes à environ 700 kilomètres à l'est de Madagascar et à 170 kilomètres au sud-ouest...), sont très régulièrement actifs. Leur activité éruptive n'est cependant pas continue, mais présente des fluctuations majeures à l'échelle décennale. Il est généralement admis que ces changements majeurs de régime reflètent une alimentation variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un...) en magma depuis les régions partiellement fondues du manteau. En revanche, les processus profonds qui modulent le flux de magma vers la surface et déterminent au premier ordre l'activité éruptive sont mal connus.


Evolution de la production de lave (a) versus évolution du rapport 87Sr/86Sr des laves (b) au Piton de la Fournaise (La Réunion) entre 1940 et 2017. Les zones grisées (a) indiquent les périodes d'inactivité > 3ans qui délimitent des cycles éruptifs décennaux. Ces cycles sont corrélés à l'évolution isotopique (b) indiquant un contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la source des magmas sur l'activité éruptive.

Cette question se pose particulièrement au Piton de la Fournaise, le volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement de matériaux issus de la montée d'un magma sous forme de lave et de tephras tels que...) montrant depuis 80 ans des périodes d'activité intense durant 12 à 24 ans encadrées par des périodes de repos de 3 à 6 ans (Figure 1a). Cette étude rapporte un enregistrement à haute résolution temporelle de la composition des laves émises entre 1942 et 2017 (Figure 1b). Cet enregistrement révèle un lien étroit entre l'activité cyclique du volcan et la composition isotopique en 87Sr/86Sr des laves émises. Ce lien indique que les cycles éruptifs sont initiés par la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...) de régions fertiles (c.-à-d. davantage fusible (Fusible signifie « qui peut fondre » : voir Fusion (physique).) en raison de leur enrichissement en éléments incompatibles), et sont progressivement alimentés par des liquides issus de régions réfractaires. La propriété de fertilité est attribuée à la présence de quelques pourcents de pyroxénites, dont le solidus est jusqu'à 180°C inférieur à celui des péridotites. L'augmentation de la production de lave de 0.25 m/s pendant le cycle 1 (1942-1966) à plus de 0.9 m/s pendant le cycle 3 (1998-2010), corrélée à une diminution générale du rapport 87Sr/86Sr, suggère que la fusion de domaines fertiles pendant les cycles 1 et 2 a favorisé par la suite (cycle 3) l'extraction des liquides de la matrice réfractaire. Plus généralement, ce résultat suggère que la distribution des lithologies fertiles et réfractaires dans le manteau source des volcans détermine leur activité éruptive à l'échelle décennale.

Ces recherches reposent sur un échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il...) régulier des laves réalisé par plusieurs générations de volcanologues, et plus particulièrement depuis 1980 par les membres de l'Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise. Elles impliquent une analyse régulière des échantillons et des efforts constants pour obtenir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) reproductibles et construire une base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique. Les...) de qualité.

Référence publicaion:
I. Vlastélic, A. Di Muro, P. Bachèlery, L. Gurioli, D. Auclair & A. Gannoun (2018). Control of source fertility on the eruptive activity of Piton de la Fournaise volcano, La Réunion, Scientific Reports, volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 8, Article number: 14478

Contact chercheur:
Ivan Vlastélic, LMV
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