Le souffle de l'Erta Ale, volcan éthiopien

- communiqué de presse

Jeudi, 3 avril 2003

L'Erta Ale. © INSU-CNRS. CEA. (photo P. Allard) Du 18 au 31 mars 2003, une équipe scientifique de quatorze personnes(1) a déployé une instrumentation géophysique autour du volcan éthiopien Erta Ale, situé sur la dépression Danakile où une chaîne volcanique s'est formée depuis quelques millions d'années. Les chercheurs ont procédé à des prélèvements de gaz et de lave. C'est la première fois depuis 1974 qu'une mission scientifique francaise financée par le CNRS peut revenir étudier cette région du triangle de l'Afar.

L'Erta Ale est un volcan exceptionnel à plus d'un titre. C'est l'un des trois volcans au monde à présenter, probablement depuis au moins 1873, un lac de lave permanent. De plus il fait partie d'une chaîne de volcans actifs, située au centre d'une des six dépressions (rift) de l'Afar où un processus d'ouverture océanique se produit, associé à un point chaud (volcanisme d'origine profonde). La mission a été organisée dans le cadre du programme Intérieur de la Terre(2) et du Programme national risques naturels majeurs(3) de l'INSU par des laboratoires de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP) associés au CNRS, avec l'aide logistique de Géo-découverte.

Les premiers objectifs de la mission sont de déterminer le fonctionnement d'un lac de lave : la structure des conduits d'alimentation du volcan sous le lac de lave et les processus éruptifs. D'après sa largeur, 80 mètres de diamètre en 2001, on estime la profondeur du lac à moins d'une centaine de mètres. On pense, du fait de sa persistance, que ce lac est relié de facon permanente à une chambre magmatique peu profonde, elle-même alimentée régulièrement par les remontées magmatiques plus directement liées à la formation du rift. L'activité du lac de lave est caractérisée par plusieurs points de dégazage avec émission de bulles et par une convection qui semble assez stable. Les endroits où la lave remonte dans le lac correspondent aux points de dégazage. L'étude de la convection dans le lac de lave (le nombre de conduits ou courants ascendants d'alimentation, la profondeur d'apparition des bulles -dégazage- etc.) est un paramètre clef dans la dynamique des lacs de lave.

Lors de cette mission, les volcanologues ont pu constater que le niveau du lac était descendu de 50 mètres depuis le niveau connu en 2002. Le 18 mars, l'équipe scientifique a installé son matériel sur les bords du volcan et un premier survol en hélicoptère a été effectué pour photographier le petit rift en formation dans l'axe duquel est installé l'Erta Ale. Un deuxième survol a permis de photographier le relief sous un autre angle. Ces images vont servir à réaliser un modèle numérique de terrain, c'est-à-dire une représentation très précise du relief en trois dimensions. Huit jours d'enregistrements continus selon un dispositif de mesures géophysiques ont pu être réalisés durant la mission.

Pour obtenir une image de la structure profonde du volcan sous le lac et localiser la position, la forme et la taille de la probable chambre magmatique, un réseau de stations sismologiques portables a été installé autour du cratère. Il enregistre les vibrations du sol dues à l'activité du volcan. Le principe général est celui de l'échographie, si ce n'est que l'émission des ondes sismiques enregistrées par les sismographes est naturelle. Le réseau était composé de quatre stations dites "larges bandes" (enregistrant les ondes sismiques dans une large gamme de fréquences) situées dans un rayon proche du lac de lave et de cinq stations courtes périodes (enregistrant uniquement les hautes fréquences) placées dans un rayon de deux kilomètres. Ce dispositif devrait permettre d'obtenir une image de la structure du volcan sous le lac jusqu'à une profondeur d'environ deux kilomètres.

Pour écouter le souffle du volcan, un ensemble de microphones et de micro-baromètres ont été disposés au bord du cratère pour étudier le mode de dégazage des bulles et déterminer ainsi la profondeur et la forme du conduit qui met probablement le lac en relation avec la chambre.

Enfin, deux caméras, l'une infrarouge, l'autre numérique, fixes pendant la durée de la mission, étaient destinées à étudier le mode de convection à l'intérieur du lac. On a observé que le magma arrive en surface en des points relativement fixes indiquant des courants ascendants qui sont associés aux bulles de gaz. La lave s'écoule ensuite en surface et replonge dans des zones également assez stables. Un levé de positionnement GPS autour du cratère pour en suivre les déformations au cours du temps a également pu être effectué.

Complétant ce dispositif de mesure géophysique, des prélèvements de gaz et échantillonnages de lave ont été effectués. Le volcan a une activité fumerollienne permanente. Des gaz ont été prélevés dans le panache du lac de lave et sur un site de fumerolles. Les gaz échantillonnés ont été scellés dans des ampoules de verre et seront analysés en laboratoire. Le flux de SO2 a été mesuré directement grâce à un spectromètre UV ; il permettra de déterminer la quantité totale de gaz émise par le volcan et son taux d'alimentation en magma. Les projections de laves (éjectas) dues à la formation des « pit-cratères » (cratères qui correspondent à des puits d'alimentation), et/ou, de la caldeira ont été prélevées tout autour pour en déterminer la distribution et les compositions.

La cartographie de surface qui sera établie précisément grâce aux photographies aériennes permettra d'établir un modèle numérique de terrain et de réaliser une étude fine du petit rift en formation.

Les données sismologiques sur la structure profonde des conduits éruptifs et de la chambre magmatique longitudinalement sous-jacente devraient permettre d'analyser les interactions entre l'activité tectonique et l'activité magmatique à proximité du volcan.

Note(s): 
  1. Notamment :
  2. Le programme "Intérieur de la Terre" s'est arrêté en 2002 pour laisser place au programme DyETI : Dynamique et Evolution de la Terre Interne

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