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Sous certains volcans, des séismes "longue période" sont observés à des profondeurs de plusieurs dizaines de kilomètres, correspondant approximativement à la limite croûte-manteau. Cette sismicité profonde est particulièrement intéressante car elle peut avoir un lien avec l'activation des racines profondes des systèmes volcaniques et ainsi servir à identifier d'éventuels signes précurseurs à moyen et long terme. Cependant, une compréhension des processus physiques conduisant à l'apparition de tels tremblements de terre profonds est nécessaire pour pouvoir les intégrer aux schémas de surveillance.
Carte du groupe des volcans Klioutchevskoï au Kamtchatka
C'est pourquoi un groupe de chercheurs a décidé de mener une étude sur les séismes longue période profonds sous le volcan Klioutchevskoï au Kamtchatka. Pour cela, ils ont utilisé une modélisation mathématique contrainte par des données sur la composition géochimique des laves, et ont comparé leurs résultats avec des observations sismologiques. Cela leur a permis de proposer un nouveau modèle physique de l'origine des séismes profonds, générés par un dégazage rapide d'eau et de CO2. La modélisation a montré que dans les magmas ayant une concentration relativement élevée de ces composants volatiles, un dégazage suffisamment intense peut commencer à une profondeur d'environ 30 km et que la croissance de bulles de gaz peut être suffisamment rapide pour que les variations de pression associées puissent générer de ondes sismiques avec des amplitudes et fréquences comparables à celles observées.
Non seulement ce nouveau modèle devrait d'améliorer la surveillance volcanique, mais il devrait également permettre de surveiller les effets sur le changement climatique de ce type de phénomène. En effet, l'activité sismique profonde intense sous certains volcans (comme le Klioutchevskoï au Kamchatka) peut indiquer que les magmas qui les alimentent contiennent une concentration accrue de CO2 et, par conséquent, qu'un dégazage peut contribuer de façon importante aux émissions de gaz à effet de serre.
Coupe verticale le long du profil A-B montrant l'emplacement des sources de tremblements de terre profonds longue période
Représentation schématique du modèle de génération de tremblements de terre dûs à un saut de pression causé par la croissance rapide des bulles de gaz dans le magma
En savoir plus:
Deep long period volcanic earthquakes generated by degassing of volatile-rich basaltic magmas - Nature Communications 11, 3918 (2020)
O. Melnik, V. Lyakhovsky, N. M. Shapiro, N. Galina, & O. Bergal-Kuvikas.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17759-4
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