Le Boiling Lake, Dominique. Les bulles et la fumée correspondent aux émanations des gaz volcaniques qui s'échappent d'une chambre magmatique sous-jacente. © Nicolas Seprez - Laure Willhelm

Les orthopyroxènes, révélateurs de la dynamique des zones de stockage des magmas en Dominique

Résultat scientifique Terre Solide

L’île de la Dominique se situe sur la zone de subduction des Petites Antilles, générant un volcanisme d’arc potentiellement dangereux avec notamment des éruptions volcaniques explosives. Le volcan Morne Trois Pitons-Micotrin, en particulier, est à l’origine d’éruptions explosives ponceuses (la pierre ponce est une roche volcanique formée par la lave). Un modèle spatiotemporel dynamique de la zone d’alimentation magmatique sous ce volcan a été proposé suite à une analyse détaillée des orthopyroxènes contenus dans les magmas émis. Ces éruptions ont eu lieu dans les derniers 24 000 ans.

Des phénomènes de mélange entre les magmas présents dans le système d’alimentation superficiel ont commencé il y a environ 10-30 ans. Puis, ont eu lieu quatre éruptions pliniennes1 de faible volume (environ 0.5 km3). Ce mélange a été plus soutenu au cours de la dernière décennie et s’est accéléré deux ans avant ces éruptions. La chronologie de ces processus est différente pour l’éruption de Grand Fond qui met en jeu des volumes de magmas plus importants (3-5 km3), stockés à plus forte profondeur. Ainsi, cette étude permet de comprendre le fonctionnement des zones de stockage dans la partie centrale de la Dominique sur plusieurs dizaines de milliers d’années et d’établir une relation entre volumes et profondeurs des magmas stockés et temps de réactivation.

Déchiffrer les dynamiques spatiotemporelles des systèmes de stockage des magmas sous les volcans est crucial pour comprendre ces éruptions explosives et essayer de les anticiper. Il est, pour cela, nécessaire de relier les informations pétrologiques obtenues sur des éruptions passées à des signaux enregistrés par les réseaux de surveillance en surface, lors d’une réactivation du volcan (sismicité accrue et profondeurs des séismes, gonflement du volcan, dégazage...). Ceci pourrait avoir des implications significatives pour la gestion de crises volcaniques futures.

1 Les éruptions pliniennes sont associées au dynamisme éruptif explosif des volcans dit « gris ». Ils sont appelés ainsi car ils émettent surtout des panaches de cendres, par opposition aux volcans dit « rouges », dont l'activité est pour l'essentiel effusive avec des coulées de lave.

Dynamiques pré-éruptives des magmas par phénomènes de mélange avant 5 éruptions explosives ponceuses du volcan Morne Trois Pitons-Micotrin (basées sur les compositions des orthopyroxènes et la modélisation des échelles de temps d'interdiffusion) © Modifié de Ostorero et al., 2021

En savoir plus

Time-window into the transcrustal plumbing system dynamics of Dominica (Lesser Antilles) – Scientific Reports 11, 11440

Lea Ostorero, Georges Boudon, Hélène Balcone-Boissard, Daniel J. Morgan, Thiebaut d’Augustin, Clara Solaro

https://doi.org/10.1038/s41598-021-90831-1

Contact

Georges Boudon
Institut de physique du globe de Paris (IPGP)
Hélène Balcone-Boissard
ISTEP