Etudier les coulées de lave sous-marines en combinant la bathymétrie et les signaux hydro-acoustiques | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  Etudier les coulées de lave sous-marines en combinant la bathymétrie et les signaux hydro-acoustiques

Au fond des océans, la rencontre de la lave et de l’eau lors des éruptions volcaniques génère des signaux acoustiques qui se propagent dans l’océan. Les coulées de lave sont aussi mises en évidence par les différentiels bathymétriques effectués lors des campagnes océanographiques. A Mayotte, une étude dirigée par des scientifiques de l’IPGP montre comment les deux techniques se nourrissent pour donner une image détaillée dans le temps et l’espace de l’évolution des coulées de lave à grande profondeur (3000 m).

 

Sites de déploiement des OBS au large de Mayotte pendant la campagne d'octobre 2020.

La grande limitation dans l’étude des volcans sous-marins est leur difficulté d’accès. La reconstruction fine de l’évolution des éruptions de ces systèmes magmatiques est pourtant un enjeux important pour mieux comprendre les éruptions volcaniques sous-marines, la relation entre les manifestations au fond et les signaux profonds (sismicité, déformation, dégazages) et mieux anticiper les éruptions futures.

 

Depuis mai 2018, une activité volcanique intense se produit à 50 km à l’Est des côtes de Mayotte et à plus de 3000 m de profondeur. En 4 ans, plus de 6 km3 de lave ont été extrudées sur le fond marin, formant notamment le mont Fani Maoré de 800 m de haut en moins d’un an. Cette activité exceptionnelle génère de nombreux observables qui sont étudiés à travers le réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte (REVOSIMA), structure opérée par l'IPGP, en charge de la surveillance de l'activité volcanique et sismique de la région de Mayotte depuis 2019.

 

Afin d’affiner notre connaissance de cette activité, un groupe de scientifiques de l’IPGP, notamment de l’OVPF, et de l’Ifremer a exploité plusieurs types de données acquises pendant une campagne océanographique de 10 jours en octobre 2020. Ils ont ainsi pu mettre en évidence, dans une étude publiée le 5 octobre dans la revue Frontiers in Earth Science, la complémentarité de deux méthodes : l’analyse des signaux hydro-acoustiques et des différentiels de bathymétrie. Avec un millier d’événements ayant généré des signaux hydro-acoustiques identifiés manuellement et 6 levés bathymétrique du fond marin effectués pendant la même période, ils ont pu reconstituer la morphologie des coulées de lave et leur évolution en augmentant la précision d’étude par rapport à chacune des méthodes utilisées individuellement. Les différentiels bathymétriques permettent de positionner la zone d’éruption très précisément. Ensuite, l’évolution des positions des signaux hydro-acoustiques montre les évolutions temporelles à une échelle de temps très fine et confirme l’observation de faibles variations bathymétriques.

 

La combinaison des deux méthodes offre de nouvelles opportunités pour comprendre l’évolution au jour le jour des coulées de lave. Ainsi, cette méthodologie appliquée sur les données enregistrées depuis 2019 permettra une reconstruction plus fine de l’éruption et de l’évolution des flux de lave dans la région du Fani Maoré, au large de Mayotte. Cette démonstration permet enfin d’envisager l’utilisation opérationnelle de la détection et du traitement des signaux hydro-acoustiques pour surveiller l’activité éruptive en fond de mer.

 

Bibliographie :

> Saurel Jean-Marie, Retailleau Lise, Deplus Christine, Loubrieu Benoît, Pierre Delphine, Frangieh Michel, Khelifi Nassim, Bonnet Robin, Ferrazzini Valérie, Bazin Sara, Guyavarch Pierre, Moulin Maryline, REVOSIMA Seismology group , REVOSIMA Bathymetry group, Combining hydro-acoustic sources and bathymetric differences to track the vent evolution of the Mayotte eruption, Mozambique Channel, Frontiers in Earth Science, 2022, DOI : 10.3389/feart.2022.983051

 

 

Contact : 

Jean-Marie Saurel, observatoires volcanologiques et sismologiques et Lise Retailleau, équipe de sismologie et observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise de l'IPGP

Date de publication : 
07 Novembre 2022