Un article paru dans le très sérieux New York Times nous apprend que des scientifiques ont passé plusieurs jours à bord d’un hélicoptère équipé de capteurs spéciaux au-dessus du Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) pour créer une image montrant la relation entre l’intérieur du volcan et ses fréquentes éruptions. Leurs recherches ont été publiées en décembre dans les Scientific Reports.
Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique pour cartographier 150 kilomètres carrés de la structure interne du Piton de la Fournaise. Leur travail a permis d’obtenir une vue en 3D montrant l’intérieur du volcan, le réseau de fluides hydrothermaux à haute température, ainsi que les nombreuses fractures qui permettent au magma de remonter vers la surface lors des éruptions.
L’intérêt de cette technique sur le Piton de la Fournaise est qu’elle pourrait être déployée ailleurs, que ce soit sur des volcans effusifs comme le Kilauea à Hawaï, ou sur des volcans explosifs comme ceux de la Chaîne des Cascades.
Pour étudier la structure intérieure d’un volcan, on peut utiliser des instruments permettant de mesurer la conductivité des roches. L’eau surchauffée qui circule à l’intérieur de l’édifice est très conductrice. De la même façon, les vieilles roches volcaniques qui ont été dégradée par cette eau ont une structure relativement conductrice. En revanche, les coulées de lave nouvellement refroidies et structurellement homogènes sont beaucoup plus résistantes d’un point de vue électrique.
Déployer des instruments destinés à détecter la résistivité des roches sur un volcan actif n’est pas une tâche facile. Souvent, les expéditions doivent choisir entre une carte souterraine haute résolution d’une petite zone ou une carte basse résolution d’un espace plus grand. Jusqu’à présent, les scientifiques s’étaient déplacés laborieusement à pied pour installer des équipements révélant des parties de la structure interne du volcan. Cette fois, pour aller plus vite, ils ont eu recours à un hélicoptère.
Le BRGM avait déjà effectué une telle mission en 2014. Volant à 50 mètres au-dessus du sol au dessus de l’île de la Réunion pendant quatre jours, l’hélicoptère a déplacé une boucle de 500 kilos qui envoyait des courants électriques de différente intensité pour exciter électriquement les rochers en dessous. Les signaux de retour électromagnétiques envoyés par le volcan ont été détectés par les instruments à bord de l’hélicoptère. Ces signaux de retour varient selon les propriétés des roches, ce qui permet aux scientifiques d’identifier des couches distinctes de l’édifice volcanique jusqu’à une profondeur de 990 mètres. La mission de 2014 a été très positive, notamment en ce qui concerne l’hydrogéologie, la détection des aquifères ou l’interaction entre l’eau de mer et l’eau douce. Voici une vidéo de la mission de 2014:
https://youtu.be/PujUpaekA3Y
Jusqu’à présent, les scientifiques étaient conscients de l’existence de certaines zones de fracture, de failles et de réseaux de fluides à l’intérieur du volcan. Grâce à la mission héliportée de 2019, ils disposent maintenant d’une image 3D encore jamais vue du sous-sol actif du volcan. On y voit très distinctement les secteurs où les conduits magmatiques, les fractures rocheuses et les réseaux hydrothermaux sont en relation les uns avec les autres.
Source: The New York Times.
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An article in the very serious New York Times informs us that scientists spent days aboard a helicopter with special sensors over Piton de la Fournaise (Reunion Island) to develop a picture of how its insides affect its frequent eruptions. Their research was published in December in Scientific Reports.
The researchers used a novel technique to map out 150 square kilometres of Piton de la Fournaise’s internal structure. Their survey revealed a 3D view of the volcano’s interior, from the network of superheated hydrothermal fluids to the numerous faults that allow magma to ascend to the surface during eruptions.
The interest of this technique on Piton de la Fournaise is that it could be deployed elsewhere, whether on volcanoes with effusive eruptions like Hawaii’s Kilauea, or on more explosive ones like in the Cascade Range.
One way to study the inside structure of a volcano is to use instruments to see how well the rocks below conduct electricity. The very high temperature water that circulates is highly conductive. As a consequence, the old volcanic rock that has been degraded by it has a structure which is relatively conductive. On the other hand, newly cooled, structurally homogeneous lava flows are much more electrically resistant.
Deploying electrical resistivity-detecting instruments on an active volcano is not an easy task. Often, expeditions must choose between a high-resolution underground map of a small area or a low-resolution map of a larger space. Scientists had previously worked slowly on foot to deploy equipment revealing parts of its internal structure. This time, to speed things, they resorted to a helicopter.
French BRGM had already performed such a mission in 2014. Flying 50 metres above the ground on Reunion Island over four days, the helicopter’s winch held a 500-kilogram hoop that sent electric currents of different intensity to electrically excite the rocks below. The electromagnetic response coming up from the volcano was detected by the instruments onboard the helicopter. These response signals differed, depending on the properties of the rocks, which allowed scientists to identify individual layers of the volcanic edifice down to a depth of 990 metres. The 2014 mission was very positive, especially in hydrogeology, the detection of the aquifers, or the interaction between seawater and fresh water. Here is a video of the 2014 experiment:
Scientists were previously aware of the existence of some of the volcano’s rift zones, faults and fluid networks. Thanks to the latest 2019 helicopter mission, they now have a 3D schematic providing an unparalleled image of the volcano’s active subsurface, showing with precision where its magmatic pathways, rocky scars and hydrothermal networks are in relation to each other.
Source: The New York Times
Exemple des images 3D obtenues lors de la mission 2019
(Source : Marc Dumont, Université de la Sorbonne)
Piton de la Fournaise vu du ciel (Photo: C. Grandpey)
Claude Grandpey : Volcans et Glaciers 