Nouvelles avancées sur la dynamique pré-éruptive des réservoirs magmatiques

Publié par Adrien le 29/11/2022 à 09:00
Source: CNRS INSU
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À peu près un milliard de personnes (~15 % de la population totale) vivent à moins de 100 km d'un volcan actif au cours de l'Holocène (~10 000 dernières années). Cette observation rend cruciale la question de l'anticipation d'une éruption volcanique. La surveillance sismique des volcans est le moyen le plus répandu pour détecter et suivre les crises éruptives, par l'augmentation du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) et de l'intensité des séismes. Mais le nombre croissant d'études pétrologiques focalisées sur les cristaux, en tant que témoins clés de l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) et de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) du système d'alimentation magmatique, offre une opportunité importante de déchiffrer les échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) des processus magmatiques menant aux éruptions volcaniques.


Corrélation entre des temps pétrologiques et les signaux sismiques avant l'éruption de 2010 du volcan du Kizimen (Kamchatka)
(A) Image Google Earth.
(B-C) Dynamique du réservoir en conditions pré-éruptives: le mélange de magma entre une composition de dacite et d'andésite est représenté, avec les conséquences sur les compositions des cristaux d'orthopyroxènes.
(D) Suivi en temps réel de la crise sismique avant l'éruption.
(E) Corrélation entre les temps pétrologiques obtenus sur les orthopyroxènes et le moment sismique cumulé. Le trait pointillé bleu met en évidence la période 1.5 ans avant l'éruption.
© Modifié de Ostorero et al. (2022).

Une équipe de scientifique, dont certaines laboratoires CNRS-INSU ont participé (voir encadré), a étudié ici les échelles de temps des processus qui se sont produits dans le système de stockage avant l'éruption explosive-extrusive de 2010-2013 du Kizimen, un volcan d'arc de subduction (La subduction est le processus d'enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de...) situé au Kamchatka. Ces échelles de temps ont été déduites de la modélisation de l'interdiffusion intracristalline du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) et du magnésium (Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.) dans 88 cristaux d'orthopyroxène zonés provenant de roches volcaniques riches en silice (La silice est constituée de dioxyde de silicium, un composé chimique qui entre dans la...) collectées après l'éruption (dacites et andésites). L'équipe a démontré une étroite corrélation entre les temps donnés par les chronomètres pétrologiques et le suivi de la crise sismique avant l'éruption.

Les résultats ont montré que les magmas éruptibles ont été assemblés rapidement lors d'un épisode de mélange des magmas présents dans le réservoir superficiel, ~1,5 ans avant l'éruption. Ce temps est corrélé avec le début de la crise sismique. Nous concluons que la réactivation sismique observée marque le début du processus de mélange des magmas conduisant à la déstabilisation du réservoir et à l'éruption après ~1,5 ans. Cette échelle de temps représente une information précieuse pour la gestion d'une future éruption sur ce volcan, et donne des contraintes plus généralement pour les volcans d'arc.

Pour en savoir plus:
Lea Ostorero, Hélène Balcone-Boissard, Georges Boudon, Nikolai M. Shapiro, Alexander Belousov, Marina Belousova, Andreas Auer,Sergey L. Senyukov, Svetlana Ya. Droznina.
Correlated petrology and seismicity indicate rapid magma accumulation prior to eruption of Kizimen volcano, Kamchatka. Commun Earth Environ 3, 290 (2022).
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