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Thèmes de Recherche : De l’ascension du magma à la mise en place des coulées de lave sur le plancher océanique : cas de l’éruption sous-marine en cours (depuis 2018) au large de Mayotte
Résumé :
Le volcanisme sous-marin représente environ 85% de l’activité volcanique sur Terre et contribue significativement à la construction des enveloppes externes et superficielles de la Terre. Il est donc essentiel de comprendre comment le magma se forme, quantifier son contenu en volatiles, les mécanismes de remontée et de dégazage ainsi que les mécanismes de mise en place sous forme de coulée de lave sur le plancher océanique.
Suite à la crise sismique qui frappe l’île de Mayotte (océan Indien occidental) depuis mai 2018, un événement magmatique a donné naissance à un volcan sous-marin de 5 km3 au large de Mayotte (à 50 km des côtes), et a produit environ 6,55 km3 de lave sur le fond de l’océan à environ 3300 m de profondeur. Des campagnes scientifiques depuis Mai 2019 ont permis de remonter un grand nombre d’échantillons (obtenus par dragues du plancher océanique) ainsi qu’une série temporelle de données bathymétriques sur la période 2018-2021. Des échantillons provenant du flanc du volcan et des coulées distales ainsi que de fractures adjacentes actuellement actives, nous permettent d’avoir un jeu d’échantillons unique pour suivre les variations spatiales et temporelles du taux d’effusion, des faciès et du dégazage syn-éruptif.
Objectifs :
L’objectif de cette thèse est de fournir un schéma complet du système volcanique, intégrant les conditions pré-éruptives dans le réservoir mantellique, l’ascension du magma et le dégazage/refroidissement permettant la vésiculation et cristallisation le long du conduit, et la mise en place des coulées de lave sur le plancher océanique.
Méthodes :
- Analyse texturale des échantillons pour quantifier (i) les variations de dégazage dans le temps et l’espace, (ii) la vitesse de remontée du magma et (iii) les propriétés physiques du matériel érupté contrôlant les dynamiques d’ascension et la mise en place des coulées de lave.
- Pétrologie expérimentale pour (i) contraindre l’évolution du dégazage du magma jusqu’en surface, (ii) déterminer le lien entre taux de décompression et la vésiculation / cristallisation, (iii) établir l’effet de la croissance des bulles et vésicules sur la viscosité.
- Utilisation des données bathymétriques pour combiner (i) morphologie des coulées de lave et texture des échantillons, (ii) relier la morphologie des coulées aux taux d’effusion et (iii) contraindre les dynamiques de mise en place des coulées de lave.
Encadrants :
- Oryaëlle Chevrel
- Lucia Gurioli
- Etienne Médard
Financement : ClerVolc
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Responsabilités scientifiques et administratives :
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Activités d’enseignement :
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Publications :
Rang A :
- Verdurme P., Gurioli L., Chevrel O., Médard E., Berthod C., Komorowsk J.C., Harris A., Paquet F., Cathalot C., Feuillet N., Lebas E., Rinnert E., Donval J.P., Thinon I., Deplus C., Bachèlery P. (2024). Magma ascent and lava flow field emplacement during the 2018–2021 Fani Maor´e deep-submarine eruption insights from lava vesicle textures. Earth and Planetary Science Letters vol.636, p.118720, - DOI:10.1016/j.epsl.2024.118720 -
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- Thivet S., Pereira L., Menguy N., Médard E., Verdurme P., Berthod C., Troadec D., Hess K.-U., Dingwell D.B., Komorowski J.-C. (2023). Metastable liquid immiscibility in the 2018–2021 Fani Maoré lavas as a mechanism for volcanic nanolite formation. Communications Earth & Environment vol.4, 483, - DOI:10.1038/s43247-023-01158-w - .
- Verdurme P., Le Losq C., Chevrel O., Pannefieu S., Médard E., Berthod C., Komorowski J.C., Bachèlery P., Neuville D.R., Gurioli L. (2023). Viscosity of crystal-free silicate melts from the active submarine volcanic chain of Mayotte. Chemical Geology vol.620, - DOI:10.1016/j.chemgeo.2023.121326 - .
- Berthod C., Komorowski J.C., Gurioli L., Médard E., Bachèlery P., Besson P., Verdurme P., Chevrel O., Di Muro A., Peltier A., Devidal J.L., Nowak S., Thinon I., Burckel P., Hidalgo S., Deplus C., Loubrieu B., Pierre D., Bermell S., Pitel-Roudaut M., Réaud Y., Fouchard S., Bickert M., Le Friant A., Paquet F., Feuillet N., Jorry S.L., Fouquet Y., Rinnert E., Cathalot C., Lebas E. (2022). Temporal magmatic evolution of the Fani Maoré submarine eruption 50 km east of Mayotte revealed by in situ sampling and petrological monitoring. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - DOI:10.5802/crgeos.155 - .
- Verdurme P., Carn S., Harris A., Coppola D., Di Muro A., Arellano S., Gurioli L. (2022). Lava Volume from Remote Sensing Data: Comparisons with Reverse Petrological Approaches for Two Types of Effusive Eruption. Remote Sensing vol.14, p.323, - DOI:10.3390/rs14020323.
Rang B et C :
- Verdurme P., Gurioli L., Chevrel O., Médard E., Berthod C., Komorowsk J.C., Harris A., Paquet F., Cathalot C., Feuillet N., Lebas E., Rinnert E., Donval J.P., Thinon I., Deplus C., Bachèlery P. (2024). Magma ascent and lava flow field emplacement during the 2018–2021 Fani Maor´e deep-submarine eruption insights from lava vesicle textures. Earth and Planetary Science Letters vol.636, p.118720, - DOI:10.1016/j.epsl.2024.118720 -
