Triple éruption sur le volcan Monowai en octobre

Les volcanologues du GeoNET ont indiqué avoir repéré en effet au moins trois épisodes d'activité éruptive en octobre 2014 sur ce volcan sous-marin, l'un des nombreux volcans actifs de l'archipel des Tonga-Kermadec.

Archipel des Tonga-Kermadec, une zone où le volcanisme est important.

Mais politesse oblige: on fait d'abord connaissance

Comme tous les volcans sous-marins le Monowai est peu accessible et, de fait, ce qu'en savent les
volcanologues n'est que très partiel. Pourtant de nombreuses études ont pu y être menées grâce :

- à plusieurs campagnes de relevés bathymétriques, qui ont permis de préciser sa topographie

- à l'analyse d'ondes acoustiques, avec un type de secousse très spécifique pour la surveillance des volcans sous-marins

- à l'analyse d'échantillons de roches flottantes rejetés par ses éruptions.

Concernant sa morphologie le volcan se compose de deux éléments principaux:

- une importante caldera de forme ovale, dont le plus grand axe mesure 10 km et le plus court 7 km. Elle est profonde d'environ 600 m et reste le siège d'une activité hydrothermale.

- un stratovolcan construit sur le rebord sud-ouest de la caldera. Large à la base d'environ 12 km il est haut de 1000m environ. C'est sur lui qu'à toujours été localisée l'activité éruptive historique.

L'ensemble caldera+stratovolcan occupe une surface de 520 km², l'une des plus importantes de tout l'ensemble volcanique des Tonga-Kermadec, qui s'étire sur environ 2500 km du large de l'île de Nord Néo-Zélandaise, au sud, jusqu'à proximité des îles Samoa, au nord.

C'est un volcan particulièrement actif, dont le magma est produit par la subduction de la plaque pacifique sous la plaque Indo-Australienne. Cependant l'analyse des échantillons récoltés semble indiquer que le manteau n'est pas la seule roche-source des magmas: une partie des sédiments déposés au fond du Pacifique, dont une partie est entrainée dans la subduction, semble fondre aussi.
Ces mêmes analyse sont cohérentes avec l'idée que le taux de fusion des roches source soit très élevé, entre 12 et 20%: c'est un taux de fusion proche de celui des points-chauds les plus actifs.

Une production aussi abondante de magma explique aussi bien l'activité fréquente de ce volcan (et de plusieurs autres de l'archipel), qui se manifeste notamment par sa taille, que la composition de ses laves, qui sont essentiellement des basaltes (tholéïtiques, pour les connaisseurs). Il explique aussi que le Monowai soit le siège de fréquents effondrements. En effet les matériaux éjectés durant les éruptions construisent souvent des reliefs très marqués, hauts de plusieurs dizaines de mètres, mais qui ne sont que rarement consolidés par la suite et ont tendance à s'effondrer.

Ainsi, entre 1997 et 2007, les relevés bathymétriques ont permis de constater une variation importante de la profondeur du point culminant, qui est passé de -117 m dans les 70 et 80, à -90 m en 1998, -128 m en 2004 pour finir vers -49 m en 2007.

Dans une étude publiée en 2012, une équipe de volcanologues Néo-Zélandais, Anglais et Allemands avait même pu repérer deux zones d'effondrements importants sur les flancs sud et ouest et montrer d'importants changements dans la forme du sommet de cet édifice.

Évolution de la morphologie du Monowai entre 2004 et 2011. On voit non seulement bien les changements du sommet, mais aussi les effondrements ("sector collapse") sur les flancs. Image: Watts et al, 2012, dans la revue "Nature Geoscience"

Surveiller un tel édifice n'est pas très simple car en plus d'être sous-marin il est distant de toute zone habitée (plus de 500 km de l'île de Tonga, 1500 km de la Nouvelle-Zélande, presque 1000 km des Fiji). Cependant sa surveillance reste importante car ses éruptions relativement fréquentes pourraient, une fois arrivée proche de la surface, donner une activité éruptive aérienne de type phréatomagmatique, ce type d'éruption pouvant produire des quantités importantes de cendres, sous forme de panaches. "Peu importe, y'a personne!" pourrait-on rétorquer. Si c'est vrai en surface, c'est faux dans les airs: plusieurs compagnies aériennes font la liaison entre la Nouvelle-Zélande et les différents archipels de cette partie du monde.Et bien que ce scénario ne soit pas forcément le plus probable à court terme ce la n'empêche en rien d'être vigilant.
Mais au-delà des éventuelles cendres, c'est la fréquence visiblement élevée d'effondrements assez volumineux qui est importante à analyser, car cela fait courir un risque non négligeable de tsunamis.

Comment faire alors pour surveiller ce volcan. Les volcanologues Néo-Zélandais du GéoNet utilisent un type de signal particulier, une onde acoustique appelée "onde T" qui se propage particulièrement bien dans les océans. Aussi lorsqu'une éruption se déclenche elle génère ces vibrations, qui peuvent être enregistrées sur des capteurs situés à très grande distance. Dans un rapport mis en ligne aujourd'hui, le GeoNet indique que de tel ondes ont été relevées par 3 fois en octobre sur les capteurs installés à Rarotonga, en Polynésie, à plus de 1800 km à vol d'oiseau du volcan!
Entre les 16 et 22 octobre, puis du 23 au 27, puis enfin à partir du 30 octobre, ce type de signal est parvenu en Polynésie. Bien entendu interpréter directement la présence de ce type d'onde en terme d'éruption n'est pas possible car d'autres phénomènes sont connus pour en produire (forts séismes, effondrement de masses de sédiments sous-marins (turbidites) etc). Il faut donc pouvoir, quand c'est possible, recouper la présence de ces ondes avec d'autres données, les meilleures étant des observations directes évidemment.
Or justement, une photo de débris flottants dans la zone du Monowai a été prise d'un avion le 31 octobre, au moment où commençait la troisième phase de production d'ondes T. Pour les volcanologues, c'est une confirmation que ces phases sont issus d'une activité éruptive du Monowai, la première repérée depuis 2012.

Relevé des trois période de détection des ondes T à Rarotonga. Image: GeoNet

Débris rocheux flottants à la surface de l'Océan Pacifique dans la zone du Monowai, le 31 octobre. Image: RNZAF via GeoNet

Pour finir il serait interessant de savoir si en début d'année ce type d'onde a aussi été relevé ou non car un image ASTER prise le 17 avril montre d'importantes zones de décoloration. Elles peuvent être le signe d'une activité éruptive modérée, mais aussi d'une simple phase de dégazage intense, les deux libérant les gaz qui, en se mélangeant à l'eau, donnent cette coloration particulière.

Zone de "décoloration" de l'eau dans la zone du Monowai, le 17 avril 2014. Image: ASTER

Sources: GeoNet
A.B.Watts et al, 2012:"Rapid rates of growth and collapse of Monowai submarine volcano in the Kermadec Arc", dans la revue Nature Geoscience.