La plus large éruption sous-marine jamais enregistrée a donné naissance à un volcan

« Il s’agit de la plus grande éruption sous-marine active jamais documentée. » C’est ce que constatent des sismologues à l’origine d’une étude parue lors de la rentrée 2021 dans Nature Geoscience. Le 10 mai 2018, une activité sismique peu habituelle s’est enclenchée. Les ondes — allant jusqu’à une magnitude de 5,8 — ont été détectées sur une bonne partie du globe, laissant les scientifiques pantois pendant un certain temps, car ils n’arrivaient pas à identifier la source. Il est rare que des ondes soient détectées dans un rayon si large.

« C’est le signal sismique le plus bizarre et inhabituel », commentait sur Twitter un sismologue, qui partageait alors les différents enregistrements : les ondes ont été détectées sur une partie de l’Afrique (Kenya, Zambie…), mais aussi au Canada, en Nouvelle-Zélande, en Espagne, et à Hawaï. Tout cela couvre un rayon de plus de 15 000 kilomètres. Ce n’est pas tant la magnitude sur l’échelle de Richter qui est impressionnante, mais le fait que ce soient des centaines d’événements sismiques, répétés et puissants, et non une seule et même secousse qui serait suivie de quelques rappels plus faibles. Ce phénomène est défini comme un « essaim sismique ». S’il s’est peu à peu affaibli, il s’est tout de même poursuivi pendant des mois et des mois, et reste actif aujourd’hui.

Après une première analyse, la source des signaux a pu être tracée à 50 kilomètres du large de Mayotte. Une expédition de recherche s’est donc rendue sur place début 2019 : c’est la campagne « MAYOBS1 », à bord du Marion Dufresne, un navire de la Flotte Océanographique Française.

Lorsque le navire s’est approché de la zone source, les scientifiques n’ont pas eu besoin de sortir leurs outils pour faire le premier constat : il y a un volcan qui n’était pas là avant.

Et soudain se dressa un volcan

La présence de ce volcan permet déjà de confirmer l’origine de l’essaim sismique : une activité magmatique profonde. Il s’agit d’une éruption sous-marine — et la plus large jamais documentée. Mais l’équipe de recherche ne s’est évidemment pas arrêtée là. Les scientifiques ont rassemblé des données géophysiques et marines. L’objectif était de reconstruire ce qu’il s’est passé sous terre pour comprendre comment le volcan s’est formé. Pour ce faire, ils ont mobilisé un sonar multifaisceaux permettant de cartographier 8 600 kilomètres carrés de fonds marins et ils ont placé un réseau de sismomètres sur le plancher océanique jusqu’à 3,5 kilomètres de profondeur.

L’analyse de ces données permet de dévoiler « un système volcanique complexe, sans analogue connu, qui s’enracine très profondément jusque sous la lithosphère en remobilisant des structures tectoniques régionales anciennes et néoformées pour émettre sur le plancher océanique un des plus importants volumes de lave de ces derniers siècles ».

Le volcan qui s’est formé n’est pas des moindres : il fait 820 mètres de haut. Pour ce faire, il a fallu que se condense sur le plancher océanique un volume de 5 kilomètres cubes de lave. Il en résulte une structure volcanique 30 à 1 000 fois plus large que pour les édifices volcaniques habituellement érigés par les éruptions sous-marines.

Avant (2014) à gauche, puis après (2019) à droite. On voit clairement la surélévation que forme le nouveau volcan.

Source : Feuillet et al., Nature Geoscience, 2021

Ce qui est étonnant, relève l’équipe de recherche, c’est qu’un tel flux magmatique s’observe habituellement dans les points chauds de la Terre (comme Hawaï), alors que Mayotte n’est pas un point chaud.

Voici un résumé de la chronologie potentielle :

1. Tout aurait commencé avec un imposant réservoir de magma situé dans une couche du manteau supérieur terrestre (l’asthénosphère pour les intimes), juste en dessous de la lithosphère.
2. Une activité tectonique, c’est-à-dire le mouvement des plaques, a probablement endommagé la lithosphère, ce qui aurait provoqué l’effondrement d’un morceau de lithosphère en formant des digues. Le magma a donc été drainé dans ces digues, il a été poussé du réservoir, vers le haut.
3. À force de remonter, le magma a fini par atteindre le plancher océanique, provoquant l’éruption — et l’essai sismique qui en a découlé, car le magma n’a pas cessé d’être poussé de réservoir.
4. Les mouvements provoqués par l’éruption ont probablement réactivé des failles tout autour, provoquant des événements sismiques à plus basse fréquence en plus de l’éruption.

Ces conclusions ne mettent pas fin aux recherches, car les observations de l’éruption et du volcan continuent. De nouvelles éruptions pourraient avoir lieu, car l’activité du lieu reste très intense.