L'éruption de l'Axial seamont en avril 2011 ... une réelle prévision ?

Nous restons dans le volcanisme sous-marin ... 

Bathymétrie (exagérée) de l'Axial seamount - doc. NOAA - U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration.

Les médias ont annoncé en août que des sismologues américains avaient prédit une éruption volcanique sous-marine au niveau de l'Axial seamount, un volcan situé sur la chaîne volcanique sous-marine Cobb-Eickelberg.

Cette éruption aurait eu lieu en avril 2011, et constatée à posteriori au vu de coulées de lave et d'évents hydrothermaux nouveaux.

Situation de l'Axial seamount :

C'est le volcan le plus jeune et le centre éruptif actif de la chaîne de volcans sous-marin Cobb-Eickelberg, qui court jusqu'au sud de l'Alaska. Le volcan est situé à l'intersection entre cette chaîne et la "Juande Fuca ridge" à 480 km. à l'ouest de l'Oregon.

Position de l'axial seamount par rapport aux plaques tectoniques Pacifique, Juan de Fuca et Nord-américaine. - doc. NOAA - U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration.

Situé à 1.400 mères sous la surface, le sommet est marqué par une caldeira de forme rectangulaire, de 3 km. sur 8, comprise entre deux zones de rift, qui s'ouvre vers le sud-est et définie par des parois de 150 mètres de hauteur relative. Les coulées dans la caldeira sont constituées essentiellement de laves en nappes, confinées dans des bassins de lave ou des cratères-puits. Les laves en coussins sont moins courantes; certaines structures ressemblent à des dômes hauts de 100 à 300 m.

Piliers dans un cratère-puit datant de 1998, dont la lave s'est vidangée - photo NOAA NeMo explorer

L'exploration :

Suite à la découverte d'évents hydrothermaux au nord de la caldeira en 1983, des études cartographiques furent entreprises, des échantillons prélevés et l'endroit fut choisi pour l'installation de NeMO, un observatoire du fond sous-marin. C'est en effet un endroit d'approvisionnement en magma important et un site d'étude idéal de l'activité volcanique et des perturbations qu'elle peut occasionner au système hydrothermal pré-existant.

 

Vue d'artiste sur un champ de Fumeurs noirs, monitoré par des senseurs posés sur le fond marin, et  visité par le ROV Jason.  - Illustration by E. Paul Oberlander, Woods Hole Oceanographic Institution.

 Le 25janvier 1998, une éruption fut détectée par les hydrophones du système de surveillance de l'U.S. Navy. Les séismes ont migré au début le long de la zone de rift, indiquant que le magma était en mouvement sous le sommet sous forme d'un dyke intrusif.

Nouvelles laves le 04.07.1999 au niveau du dyke de l'éruption de 1998 - photo NOAA NeMO explorer

Durant la plupart des épisodes d'extension du plancher océanique, les dykes qui s'insinuent entre les plaques tectoniques les séparent d'un à deux mètres ... ici, pendant les deux premiers jours d'activité, le dyke s'est propagé de 50 km. le long de la zone de rift, avec une vitesse atteignant parfois 1m./sec.

Ces dykes arrivent parfois "en surface" pour nourrir une éruption, et pas toujours sur toute leur longueur. A l'Axial seamount, le dyke de 1998 a laissé une fissure éruptive de 9 km. au sud de la caldeira, découverte par une cartographie ultérieure, de même que  l'ensevelissement d'un sismomètre déployé en 1997. (NeMO explorer)

Suite à l'éruption, le volcan a montré une subsidence de 3,2 mètres, indication de la vidange d'un grand volume de magma vers une intrusion dans la zone de rift ... la profondeur de la chambre magmatique a été estimée à 3,8 km. sous la plancher de la caldeira et le volume de magma remobilisé à 200 millions de m³.

Inflation et prédiction : 

Les mesures en continu des senseurs de fond, transmises au continent par l'intermédiaire d'une balise de surface et de satellites, montre une inflation du volcan depuis cette éruption de 1998.

Le ratio d'inflation fut plus important dans les premiers mois suivant l'éruption - 20 cm. par mois - , déclinant ensuite pour stagner à environ 15 cm. par an en 2.000.

Les calculs basés sur ces ratios d'inflation suggèrent un intervalle de récurrence de 16 ans entre les éruptions à l'Axial seamount, et une prévision d'éruption possible quand la chambre magmatique se serait remplie de nouveau, soit quand la ré-inflation atteindra les niveaux de 1998.

L'éruption de 2011 :

Chadwick et ses collègues ont découvert la récente éruption de l'Axial seamount lors d'une expédition en fin juillet, à bord du R/V Atlantis, sous l'égide de Woods Hole Oceanographic Institution et utilisant le ROV Jason : De nouvelle coulées non présentes un an plus tôt ont été remarquées. Le paysage connu a changé avec la découverte d'un champ de "fumeurs noirs" sur le côté ouest de la caldeira, à proximité des nouvelles coulées. La chimie des sources chaudes présentes sur le plancher marin s'est modifiée, et si les communautés biologiques pré-existantes ont été détruites, d'autres se sont formées.

Cette éruption a causé une subsidence de plus de deux mètres. Les équipes scientifiques vont maintenant mesurer le ratio d'inflation sur les prochaines années ... ce qui permettra de mieux appréhender le comportement de ce volcan "plus prévisible que les autres" selon eux, en raison d'un approvisionnement important en magma couplé à une faible épaisseur de la croûte et à sa localisation sur une centre d'expansion sur une dorsale.

La récurrence statistique de 16 ans a ainsi amené à la "prédiction" d'une éruption avant 2014 ... ce qui laisse du champ pour toutes les spéculations.

Chacun appréciera le terme "prédiction" à sa juste valeur ... le prouesse technologique de surveiller en continu un volcan sous-marin par 1400-1700 m. de fond, et l'apport de ces observations n'en sont pas moins à souligner.

Sources :

- Global Volcanism Program - Axial seamount

- NeMO - New Millenium Observatory - a seafloor observatory at an active underwater volcano - link

- Woods Hole Oceanographic Institution - remotely operated vehicle ROV Jason - link

- Vertical deformation monitoring at Axial Seamount since its 1998 eruption using deep-sea pressure sensors - by William W. Chadwick Jr. & al. - Journal of Volcanology and Geothermal Research

- Oregon State University - scientists find eruption at undersea volcano... after forecasting the event. 09.08.2011 - link