Contraintes apportées par les éléments volatils sur les profondeurs de stockage des magmas et leur ascension. Application aux éruptions explosives en Méditerranée Occidentale.

Alessandro Aiuppa - Università di Palermo, Italie - Rapporteur Bruno Scaillet - ISTO, Orléans - Rapporteur Estelle Rose-Koga - OPCC, Clermont Ferrand - Membre Pierre Agrinier - IPGP, Paris - Membre Hélène Balcone-Boissard - UPMC, Paris - Membre Lucia Civetta - Università Federico II, Napoli, Italie - Co-directrice de thèse Georges Boudon - IPGP, Paris - Directeur de thèse Abstract : The eruptive style of a volcanic eruption is partly driven by the behavior of volatile elements in the magmatic liquid, between the reservoir and the surface. The study of volatiles elements in silicate melts is thus a major challenge to understand the behavior of volcanic systems. For that purpose, we need a better definition of pre-eruptive conditions in the reservoir, together with an accurate description of the relative behavior between the volatile and the liquid phase during the magma ascent. In this PhD thesis, we focused on the halogens behavior, and in particular on the chlorine, as a barometer providing constrains on the location and on pre-eruptive conditions of the magma reservoir. This study was carried out on the major explosive eruptions of the Phlegrean fields and Ischia, in comparison with the eruptions of the Mount Somma-Vesuvius. We provide an accurate characterisation of the evolution of the superficial plumbing system in the last 40.000 years, since the Campanian Ignimbrite eruption. On some key eruptions, such as the Greenish Pumice subplinian eruption of Mount Somma-Vesuvius and the Campanian Ignimbrite eruption of the Phlegrean fields, we discuss the degassing processes and the eruptive dynamics, coupling an analysis of the volatile elements behavior to a textural study of the emitted products. Résumé : Le style éruptif d’une éruption volcanique est en partie dicté par le comportement des éléments volatils dans le liquide magmatique, entre le réservoir et la surface. Etudier les éléments volatils présents dans les liquides silicatés représente un enjeu majeur, permettant une meilleure compréhension du fonctionnement des systèmes volcaniques. Pour cela, une meilleure définition des conditions pré-éruptives dans le réservoir et du comportement relatif de la phase volatile par rapport au liquide magmatique lors de la remontée sont nécessaires. Au cours de cette thèse nous nous sommes focalisés sur le comportement des halogènes, en particulier du chlore, qui peut jouer le rôle de baromètre permettant d’apporter des contraintes sur la localisation du réservoir magmatique et les conditions pré-éruptives. Cette étude a été menée sur les éruptions explosives majeures des Champs Phlégréens et d’Ischia, en comparaison avec celles du Mont Somma - Vésuve. Elle permet une caractérisation précise de l’évolution du système d’alimentation superficiel dans les derniers 40 000 ans, depuis l’éruption de l’Ignimbrite Campanienne. Sur certaines éruptions clefs, telles que l’éruption subplinienne de Greenish Pumice du Mt Somma-Vésuve et de l’Ignimbrite Campanienne des Champs Phlégréens, les processus de dégazage et la dynamique éruptive qui en découle ont été discutés, en couplant une analyse du comportement des éléments volatils et une étude texturale des produits émis.