Système magmatique trans-crustale sous les volcans de Kamchatka révélé par le trémor sismo-volcanique

Photo de groupe volcanique de Klyuchevskoy prise depuis la station spatiale internationale. © Courtesy of the Earth Science and Remote Sensing Unit / NASA Johnson Space Center(Image ISS038-E-5515 ; https://eol.jsc.nasa.gov).
La plupart des volcans sont alimentés par des magmas basaltiques générées dans le manteau supérieur. Néanmoins, le style des éruptions et la composition des laves varient très fortement entre différents systèmes volcaniques. Cette variabilité est due au transport du magma depuis son origine dans le manteau vers la surface. Ce transport est particulièrement complexe à travers une croûte continentale épaisse et relativement légère où des volumes importants de magma peuvent être stockés à des profondeurs intermédiaires et présentent des transformations chimiques par cristallisation, dégazage, différentiation et interaction avec les roches environnantes.

Pour mieux comprendre ces parties profondes des systèmes de plomberie des volcans actifs un groupe internationale composé de chercheurs de l’Institut de Science de la Terre (ISTerre/OSUG, CNRS/UGA/IRD/USMB/UGE) à Grenoble et de l’Institut de Physique du Globe à Paris, ensemble avec leurs collègues allemands et russes, ont mené une étude de l’activité sismique sous le groupe de volcans de Klyuchevskoy à Kamchatka en Russie, un des clusters de volcans de subduction le plus actif au monde.

Pour y parvenir, ils ont utilisé un réseau sismique dense installé entre Août 2015 et Juillet 2016 et ont appliqué la méthode de la matrice de covariance afin d’obtenir un catalogue des sources de trémor simo-volcanique. Un de principaux résultats est que ces sources de trémor sont distribuées dans une large région spatiale, révélant un système magmatique trans-crustal connectant différents volcans du groupe. Une autre observation importante est que l’activité sismique y est caractérisée par des patterns de migrations verticales et latérales rapides, pouvant être expliqués par des transitoires de pression et une perméabilité dynamique du système. En particulier, l’activation de la partie profonde du système a été observée des mois avant l’éruption du Klyuchevskoy débutant en Avril 2016.

(A) Carte de la région étudiée et du réseau sismique dense utilisé pour l’analyse du trémor sismo-volcanique. (B), (C) et (D) Fonction représentant la densité spatiale des sources de trémor ;© ISTerre

Référence

Journeau, C., N.M. Shapiro, L. Seydoux, J. Soubestre, I.Y. Koulakov, A.V. Jakovlev, I. Abkadyrov, E.I. Gordeev, D.V. Chebrov, D.V. Droznin, C. Sens-Schönfelder, B.G. Luehr, F. Tong, G. Farge, and C. Jaupart, Seismic tremor reveals active trans-crustal magmatic system beneath Kamchatka volcanoes, Sci. Adv. 8, eabj1571 (2022). DOI : 10.1126

Contacts scientifiques locaux

– Nikolai Shapiro, Directeur de Recherche CNRS à ISTerre / OSUG
– Cyril Journeau, Doctorant UGA à ISTerre / OSUG

Cet article a été publié initialement publié par le CNRS INSU