Origine de la subsidence post-éruptive

Nous avons vu que la compaction de la colonne de roche sur l'intégralité de sa hauteur ne peut pas expliquer les déplacements post-éruptifs. D'autre part, la compaction de la partie superficielle de la colonne permet de reproduire les forts gradients de déplacements en périphérie du cratère, mais génère des motifs de déformation non présents sur les interférogrammes dans la partie est du cône central (Fig. 8.6). La compaction de la colonne de roche ne peut donc pas expliquer à elle seule la subsidence du cône.

Les résultats obtenus par inversion numérique et par tomographie de déplacements mettent en évidence la présence d'une source en déflation très superficielle localisée sous le Dolomieu. Cette source est trop superficielle pour correspondre à la chambre magmatique, dont la position est généralement estimée au niveau de la mer sous le Dolomieu [Peltier et al. (2009b)].

À partir de données géoélectriques, [Lénat et al. (1999)] ont montré que le système hydrothermal du Piton de la Fournaise est très superficiel sous le Dolomieu. D'autre part, [Urai et al. (2007)] ont montré à partir de données ASTER la présence d'une anomalie de température dans le Dolomieu après l'effondrement, et [Staudacher (2010)] a noté la présence de nombreuses fumerolles dans le cratère après l'effondrement. Ces fumerolles étaient toujours visibles par imagerie thermique le 5 mai 2008 indiquant que le système hydrothermal était toujours actif. Enfin, [Gouhier et Coppola (2011)] ont montré qu'avant l'effondrement, les principales émissions de SO$_2$ se sont faites au niveau de la fissure éruptive d'avril, alors qu'après l'effondrement, les plus grosses quantités ont été émises au niveau du cratère. Ils supposent que le réservoir de SO$_2$ correspond au système hydrothermal. La source superficielle à l'origine de la déformation pourrait donc être la conséquence du drainage du système hydrothermal suite à l'effondrement. La perte de pression du système hydrothermal étant associée à une perte de volume, elle aurait alors provoqué la déformation du cône.

Les résultats de modélisation par méthode numérique et par tomographie permettent de retrouver convenablement la forme générale des déplacements. Cependant, des résidus de déformation sont toujours présents en périphérie du cratère (Fig. 8.4 et 8.2), résidus que l'hypothèse du drainage du système hydrothermal seule ne permet pas d'expliquer. Les effets d'une faille circulaire permettent de réduire partiellement ces résidus périphériques, qui restent cependant plus importants que ceux obtenus avec le modèle de la compaction de la colonne de roche.

Afin d'expliquer l'intégralité des signaux, il est nécessaire de considérer deux processus (Fig. 8.10) : les déplacements de l'ensemble du cône seraient principalement dus à la perte de volume du système hydrothermal, alors que les forts gradients de déplacements de la périphérie du cône seraient la conséquence de la présence de la fracturation autour de la colonne de roche effondrée, ou bien de la compaction de la partie la plus superficielle de la colonne de roche.

Par ailleurs, la tomographie montre une légère orientation dans l'axe nord-sud de la répartition des variations de volume des sources unitaires. Cette orientation peut être due au fait que les données à partir desquelles la tomographie a été calculée contiennent peu d'information sur les déplacements nord-sud. Cependant, cette orientation correspond à l'orientation des rift-zones au niveau du cône central. Les mesures de polarisation spontanée (PS), montrent la présence d'un système hydrothermal actif, orienté dans la même direction que les rift-zones [Taquet (2008)]. L'orientation que nous trouvons est donc cohérente avec les données PS et avec l'hypothèse d'un système hydrothermal actif principalement au niveau des rift-zones.

L'hypothèse de drainage d'un système hydrothermal suite à l'effondrement nécessite que le système hydrothermal soit sous pression avant que n'ait eu lieu l'effondrement. Le remplissage de la chambre magmatique avant l'éruption par du magma chaud aurait permis de réchauffer l'eau présente dans l'édifice. Cette eau réchauffée aurait alors provoqué la mise sous pression progressive du système hydrothermal (Fig. 8.10). Lors de l'effondrement, seules quelques faibles explosions phréatiques ont eu lieu dans le cratère. Aucune venue magmatique n'est entrée en contact avec le système hydrothermal à proximité de l'effondrement, ce qui expliquerait la faible amplitude de ces explosions phréatiques.

kunos 2014-07-01