Les Actus du Comité Scientifique

Estimation de l'architecture des réservoirs magmatiques par analyse sismique. Application au cas de Yellowstone.

L'évaluation du potentiel éruptif d'un volcan a toujours été le graal des volcanologues afin de prévenir les risques associés à ces évènements potentiellement destructeurs. En plusieurs décennies, le croisement de diverses techniques a permis d'améliorer considérablement les prédictions. La mesure des déformations locales par satellite mais aussi des ondes sismiques à basses fréquences (trémor) permettent de faire des estimations à très court terme assez précises, comme cela a été récemment démontré avec la troisième éruption du Fagradasfjall en Islande (10 juillet 2023). Cependant, à moyen et long terme, les prédictions sont bien plus hasardeuses et dépendent des caractéristiques des réservoirs magmatiques qu'il faut pouvoir connaître. La plupart d'entre eux sont cristallisés, même s'ils sont chauds, et ne représentent finalement pas un grand danger en terme éruptif. Les choses se compliquent lorsque la fraction liquide (magma) devient significative. Les récentes études ont montré qu'au-delà de 35% sous forme liquide, le risque d'éruption devient significatif, une façon d'anticiper l'arrivée d'une situation potentiellement dangereuse. Mesurer la fraction liquide dans une chambre magmatique est une affaire complexe. La meilleure façon de ''voir'' sous terre est d'analyser les ondes qui traversent le milieu, et dont les caractéristiques de propagation et d'absorption portent la signature de ces milieux. Ce travail a été entrepris pour l'emblématique caldeira de Yellowstone aux Etats-Unis, ''super-volcan'' objet de tous les fantasmes sur son potentiel destructif majeur. Avec 650 stations sismiques nodales installées pour la circonstance, en plus de celles déjà installées, une analyse fine 3-D basée sur des techniques de traitement du signal très élaborées a permis de montrer que la fraction liquide serait de 28% et non 5-10% comme cela fut estimé auparavant. Comment en arriver à ce chiffre ? En analysant notamment l'influence des zones fluides sur le type d'onde pouvant se propager dans ce milieu. Très joli travail permettant de démontrer la nécessité d'une grande redondance des outils de mesure couplées à des techniques mathématiques puissantes pour extraire des informations complexes, qui auraient été inaccessibles autrement. La connaissance de la dynamique volcanique est à la croisée des chemins entre diverses domaines scientifiques : chimie, topologie, thermique, sismique, traitement du signal, etc. Ce domaine n'a pas fini de nous apporter des surprises sur ce qui se passe sous nos pieds.

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Actu proposée par Yves SAVOYE-PEYSSON

Mise en ligne le lundi 24 juillet 2023 à 09:14:26

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