Un gigantesque volcan sous-marin étudié au large de l’île de Mayotte

Suite aux séismes apparus depuis 2018 au large de l’île de Mayotte, les scientifiques en charge d’étudier le phénomène pour en comprendre l’origine viennent de publier un article dans la revue Nature Geoscience. L’équipe composée de chercheurs de l’IPGP (Institut de physique du globe de Paris), de l’Ifremer, du CNRS et du BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) analyse et interprète les données géophysiques et géochimiques acquises lors d’une campagne de surveillance nommée MAYOBS1. Ils révèlent qu’une éruption sous-marine hors norme, alimentée par un système magmatique très profond, s’est développée en lien avec la tectonique active dans cette région.

« Au départ, nous avions uniquement des observations indirectes du phénomène, c’est-à-dire la sismicité qui correspond à un témoignage indirect d’une activité volcanique, explique Anne Lemoine, sismologue au BRGM. Nous avions aussi des signaux GPS sur l’île de Mayotte qui enregistrent les mouvements et les déplacements du sol en 3D depuis 2014 ». Grâce au déploiement du Marion Dufresne en mai 2019, un navire de la flotte océanographique française opérée par l’Ifremer, six sismomètres ont été déployés ou redéployés en fond de mer et ont permis d’acquérir des données du relief et de la nature des fonds marins à la recherche de traces éventuelles d’activité volcanique.

Un volume de lave de près de 6,5 km³

Cette première campagne en mer a permis la découverte d’un nouvel édifice volcanique actif, d’une profondeur de 3 300 m de profondeur et à environ 50 km au large des côtes de Mayotte. L’analyse des données met en lumière un système volcanique complexe, sans analogue connu et qui s’enracine très profondément jusque sous la lithosphère. Il remobilise des structures tectoniques régionales anciennes et néoformées pour émettre de la lave sur le plancher océanique.

Les scientifiques ont estimé qu’un volume de lave de plus de 5 km³ s’était mis en place pour former le nouveau volcan. « Cette estimation date de mai 2019, précise Anne Lemoine. Depuis, les coulées de lave ont continué à se former sur le plancher océanique et ce volume est proche à présent de 6,5 km³. Il s’agit du plus important volcan sous-marin pour lequel on a des données, et ce depuis sa naissance ». La présence d’un panache acoustique et d’anomalies géochimiques dans la colonne d’eau à l’aplomb de l’édifice a permis de confirmer que l’éruption est encore en cours au sommet du volcan.

Grâce aux travaux effectués, un modèle de stockage et de drainage magmatique lié à l’éruption a été développé. Les scientifiques ont pu mettre en évidence l’existence de réservoirs et de systèmes de drainage très profonds étagés dans toute l’épaisseur de la lithosphère. Ce phénomène n’avait jusque-là jamais été observé clairement en volcanologie.

Mieux comprendre les risques pour protéger la population

L’équipe de chercheurs poursuit actuellement ses campagnes de surveillance océanographiques. « Nous avons découvert la présence d’un deuxième site, qui n’est pas un volcan, mais où l’on aperçoit des sorties de fluides et de gaz et que l’on surveille également, ajoute Isabelle Thinon, géophysicienne au BRGM. Pour bien comprendre les aléas, il est important de replacer la réflexion à une échelle régionale et non pas uniquement locale. La chambre magmatique est très profonde mais, il s’agit d’un contexte global puisque nous sommes confrontés à une zone volcanique, avec la présence du volcan Karthala sur l’île de la Grande Comore, et qui est actif à l’extrême ouest. Il est important de comprendre cela, non pas pour prévoir, mais pour mieux connaître les aléas régionaux qui pourraient survenir, de manière à mieux protéger la population au cas où. »

Les scientifiques ne savent pas si cette activité volcanique sous-marine et les séismes vont se poursuivre. « Il y a eu un changement de régime, c’est-à-dire que le comportement observé sous la mer n’était pas le même avant la mise en place de cette éruption et après, ajoute Anne Lemoine. À présent, un régime de fond s’est mis en place et on a l’impression qu’il se calme, car il y a moins de séismes et de déformations. Les volumes avec les flux de magma émis sont aussi moins importants. Mais face à de grandes éruptions comme c’est le cas ici, il peut y avoir à nouveau des changements de régime et donc il est très important de surveiller et de rester vigilant. »