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Les éruptions volcaniques paroxysmales anticipées par les variations temporelles des isotopes de l’hélium

L'enrichissement en hélium-3 primordial (3He) est régulièrement détecté dans les fluides volcaniques, cependant sa variabilité temporelle et son lien avec l’activité volcanique sont encore peu contraints.

Les éruptions volcaniques paroxysmales anticipées par les variations temporelles des isotopes de l’hélium

Date de publication : 03/07/2020

Presse, Recherche

Équipes liées :
Systèmes volcaniques

Thèmes liés : Risques naturels

Une étude menée en collaboration entre l’Observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF-IPGP) et l’Institut national de géophysique et volcanologie (INGV – Sections de Palerme et de Naples) permet pour la première fois de corréler la chimie des gaz nobles du Piton de la Fournaise à la Réunion avec l’évolution de l’activité volcanique et la composition des magmas à l’échelle millénaire, séculaire et même pendant les récentes éruptions de longue durée (2015).

Le Piton de la Fournaise étant un des volcans les plus actifs et les plus surveillés au monde, ses produits éruptifs sont échantillonnés et analysés à chaque éruption. La composition chimique et isotopique des émissions gazeuses (sources thermales riches en CO2) situées en proximité des zones sismogéniques profondes est aussi régulièrement caractérisée.

Les données obtenues montrent un enrichissement significatif en 3He au sein des gaz volcaniques et des inclusions fluides des magmas ayant abouti aux éruptions les plus volumineuses et à des effondrements de caldeira. La modélisation de ces données suggère une correspondance avec la signature profonde d’un pôle primordial de la source mantellique. Une évolution significative de la composition des fluides est également détectée lors des éruptions de longue durée dont les produits magmatiques sont chimiquement zonés et dont l’intensité de l’activité augmente avec la profondeur des magmas émis.

Les résultats de cette étude mettent en évidence l’efficacité de l’utilisation des isotopes de l’hélium pour détecter de manière précoce l’augmentation des apports magmatiques profonds au système magmatique superficiel. Ce processus peut moduler le taux d’extrusion magmatique et déterminer ainsi des évènements majeurs tels que les effondrements de caldeiras observés au Piton de la Fournaise en 2007 et au Kilauea en 2018.

Modèle conceptuel du système d’alimentation magmatique du Piton de la Fournaise. Le modèle 1 représente l’apport de magmas profonds riches en gaz qui produisent des éruptions paroxysmales et qui ont été émis lors des effondrements de caldeiras de 1931 et 2007 (R/Rac > 13.5 dans les inclusions fluides et dans les gaz des sources thermales). Le modèle 2 représente la situation d’équilibre stationnaire qui produit les éruptions les plus fréquentes de ce volcan (comme en 2005). Dans ce cas, les fluides magmatiques sont liés à une composante dégazée du panache mantellique de la Réunion (R/Rac <12.8). Source des photos : IMAZPRESS

Réf : Boudoire, G., Rizzo, A.L., Arienzo, I. Di Muro, A. Paroxysmal eruptions tracked by variations of helium isotopes: inferences from Piton de la Fournaise (La Réunion island). Sci Rep 10, 9809 (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-66260-x

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