Ecouter les volcans pour mieux les comprendre : volcans de la zone de subduction du Vanuatu

Listen volcanoes to better understand them : volcanoes of the subduction zone of Vanuatu

• Auteur / Autrice : Christelle Zielinski
• Direction : Sylvie Vergniolle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondelettes

Pression acoustique

Volcanisme

Vanuatu

Gaz volcaniques

Télédétection

Résumé

Depuis une dizaine d'années, les mesures acoustiques s'imposent comme un outil permettant d'étudier les éruptions volcaniques. Dans le cas des éruptions basaltiques, la libération du gaz au niveau de la surface libre magmatique peut se faire de façon continue sous forme de dégazage passif, mais aussi discrète sous forme d'explosion liée à l'éclatement d'une bulle de gaz surpressurisée, formée dans le réservoir ou dans le conduit. Ce dégazage actif génère des signaux infrasonores énergétiques, dont la forme d'onde est remarquablement simple et très peu perturbée lors de sa propagation dans l'atmosphère. Une première partie de ce travail de thèse a consisté à la mise au point d'un programme de détection automatique des signaux acoustiques produits lors des éruptions basaltiques, ainsi que de calcul du volume de gaz actif libéré. Le principe est de pouvoir suivre à partir des données acoustiques l'évolution de la quantité de gaz libérée par les explosions, afin de contraindre les processus magmatiques du réservoir. Ces méthodes ont été utilisées pour étudier l'activité éruptive quasi-permanente de deux volcans du Vanuatu, Ambrym et Yasur. Le suivi acoustique du dégazaged'Ambrym, à partir des données d'un réseau de capteurs triangulaires situé à 3. 5 km des cratères actifs entre 2008 rt 2010, a ainsi permis d'étudier le système d'alimentation superficiel et d'apporter une hypothèse sur la géométrie du réservoir magmatique sous-jacent. Les enregistrements acoustiques issus d'une station située à 500 m des évents actifs du Yasur ont enfin été analysés pour suivre de façon précise les fluctuations de volume de gaz libéré par l'activité strombolienne entre 2009 et 2011.

Acoustic measurements can be a powerful tool to study volcanic eurptions. In the case of basaltic eruptions, the gas is continuously released at the magma free surface (passive degassing). It can also be released during explosive event, due to the bursting of an overpressure bubble of gas, which has been formed by coalescence of smaller bubbles in the magma chamber or in the conduit. This active degassing generates very energetic infrasonic signals whose waveform is remarkably simple and undistrubed during its atmospheric propagation. The first part of this thesis concerned the development of a program which automatically detects acoustic signal produced by basaltic eruptions, and calculates the associated gas volume. The principle is to follow from acoustic data the evolution of the amount of gas released bu the explosions, in order to constrain the dynamic of the magmatic reservoir. These methods were then used to study the almost permanent eruptive activity of two volcanoes in Vanuatu, Ambrym and Yasur. Acoustic monitoring of the active degassing of Ambryn, using date from a triangular network located at 3. 5 km from the active craters between 2008 and 2010, has enabled to study the superficial plumbing system and to provide an assumption concerning the geometry of the magma chamber. Acoustics recordings from a station located at 500 m from the active vents of Yasur volcano were also analyzed to accurately follow the fluctuations of gas volume released by Strombolian activity between 2009 and 2011.