DECORTIQUAGES

Volcans : Les fourneaux du Kamchatka

INSU / CNRS

 

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Dans la péninsule du Kamchatka, à l’extrême est de la Russie, le groupe de volcan Kluchevskoy fait partie de la chaine volcanique de Kuril-Kamchatka. Cette formation volcanique est le résultat de la subduction de la plaque Pacifique plongeant sous la péninsule du Kamchatka. Le volcanisme très vigoureux et varié des volcans de ce groupe (le Kluchevskoy volcanic group (KVG)), situés sous un couloir aérien de vols internationaux entre l’Amérique de Nord et l’Asie, en fait un laboratoire naturel pour étudier les grands systèmes volcano-magmatiques. Plusieurs études y ont été menées, afin d’en savoir plus sur les séismes « longue période » et l’activité sismique de la zone.

L’étude de la sismicité d’une zone volcanique est une des principales méthodes d’étude et de surveillance de l’activité d’un volcan. En effet, la remontée du magma depuis les réservoirs magmatiques profonds et les changements de pression que cela implique dans la « plomberie » volcanique vont provoquer des petits séismes détectables en surface. Parmi ces séismes volcaniques ceux de type « longue période » sont les plus directement liés aux mouvements de magma et aux variations de pression dans le système volcano-magmatique. Et en particulier, les séismes volcaniques « long-période » observés à des grandes profondeurs (plusieurs dizaines de km) représentent des signes de l’activation des parties profondes de systèmes magmatiques et ainsi se trouvent parmi les premiers précurseurs d’une future éruption.

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Carte de région volcanique étudiée. B. La représentation schématique du système magmatique. C. Activité de séismes volcaniques « long-période » profonds. D. Activité de séismes volcaniques « long-période » superficiels. / Crédits: N.Shapiro

Dans un article publié dans la revue Nature Geoscience, une équipe franco-russe1 présente une étude des séismes volcaniques « longue-période » profonds enregistrés sous le volcan Klyuchevskoy, de la péninsule du Kamchatka en Russie. Les résultats de cette étude montrent que le réservoir magmatique profond, situé au niveau de la limite entre le manteau supérieur et la croûte terrestre (Moho), se réactive systématiquement quelques semaines ou mois avant les réservoirs superficiels. Ils suggèrent donc que ces séismes LP profonds représentent des précurseurs  robustes de l’activation précoce d’un système volcanique.
Enfin, cette étude a aussi permis d’estimer les vitesses de transfert de pression magmatique à l’intérieur de conduits volcaniques et ainsi montrer que le transport a travers un milieu poreux est un mécanisme plausible de transfert de magma dans les parties profondes de la croute.

Afin d’améliorer notre connaissance de ce système volcanique très actif, une équipe internationale2 a mené une campagne sismologique de grande échelle dans cette région. Cette expérience a été nommée KISS : Klyuchevskoy Investigation—Seismic Structure of an Extraordinary Volcanic System. Plus de 80 stations sismologiques temporaires ont été installées pendant 2015-2016. Ce réseau a enregistré pendant 1 an de nombreux tremblements de terre d’origine tectonique et volcanique et notamment ceux associés à la mise en place de l’éruption de Klyuchevskoy qui a commencé en avril 2016. L’article décrivant cette campagne géophysique a récemment été publié dans le journal EOS. L’équipe scientifique termine la préparation de la base de données et commence son analyse, dont les premiers résultats sont attendus pour fin 2017.

 

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Configuration de l’expérience KISS. (a) Carte 3D de Kamchatka montrant les principales structures tectoniques. La flèche rouge montre la position du groupe de volcans Klychevskoy (Klyuchevskoy Volcano Group, KVG). Les lignes en pointillés montrent les positions de chaines volcaniques actives (rouge) et éteintes (bleu). Le rectangle jaune montre la région ou la campagne sismologique a été menée. (b) Carte des stations sismologiques de l’expérience KISS. Les cercles montrent les stations temporaires et les triangles les stations permanentes. Le flèches rouges montrent cinq volcans actifs : (1) Klyuchevskoy, (2) Bezymianny, (3) Tolbachik, (4) Shiveluch, and (5) Kizimen. / Crédits: N.Shapiro

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