NAISSANCE D'UN VOLCAN AU LARGE DE MAYOTTE

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Reliefs sous-marins à l’est de Mayotte

Reliefs sous-marins à l’est de Mayotte
Crédits : campagne MAYOBS1

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Image du panache éruptif du volcan sous-marin découvert en 2019 au large de Mayotte

Image du panache éruptif du volcan sous-marin découvert en 2019 au large de Mayotte
Crédits : campagne MAYOBS1

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Une éruption volcanique sous-marine de grande ampleur a débuté le 10 mai 2018 à l’est de Mayotte. C’est l’une des plus importantes éruptions basaltiques documentées, après celle du volcan Laki en Islande en 1793, avec des volumes de lave de plus de 6 kilomètres cubes émis au fond de l’océan. Cette éruption, exceptionnellement longue (toujours active en octobre 2020), est à l’origine de la construction d’un édifice volcanique de plus de 5 kilomètres de diamètre et de plus de 800 mètres de hauteur impliquant des flux de lave de près de 200 mètres cubes par seconde. De nombreux séismes sont associés à cette éruption, certains ayant été fortement ressentis par la population. Depuis juillet 2019, Mayotte s’est enfoncée de 19 centimètres et s’est déplacée vers l’est (vers Madagascar) de vingt-quatre centimètres, ce qui est considérable.

Reliefs sous-marins à l’est de Mayotte

photographie : Reliefs sous-marins à l’est de Mayotte

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Cette vue en trois dimensions, en direction de l'ouest, a été réalisée à partir des données bathymétriques obtenues par des sondeurs multifaisceaux déployés sous le navire lors de la campagne scientifique MAYOBS1. Elle montre les reliefs sous-marins au large de la partie est de Mayotte. De... 

Crédits : campagne MAYOBS1

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Cet événement, exceptionnel en volcanologie, est la plus grosse éruption sous-marine jamais observée.

Contexte géodynamique de Mayotte

Mayotte, située dans l’océan Indien, est composée de deux îles principales (Grande Terre et Petite Terre). Ce département français fait partie de l’archipel des Comores, un chapelet d’îles situées entre l’Afrique et Madagascar. L’origine géodynamique de Mayotte n’est pas bien connue et plusieurs hypothèses sont proposées. Pour certains scientifiques, Mayotte serait le résultat d’un point chaud. Pour d’autres, le volcanisme serait lié au rejeu d’anciennes fractures océaniques. Pour d’autres encore, les îles des Comores pourraient s’aligner le long d’une limite entre les microplaques tectoniques Lwandle et Somalie. Mayotte n’a jamais été considérée comme une zone à haut risque sismique et volcanique. En effet, ces événements telluriques sont rares dans la région. Seuls quelques séismes ont été ressentis avant mai 2018 et la dernière trace datée d’une éruption volcanique est un dépôt de cendres vieux de 7 000 ans qui a été échantillonné dans le lagon de Mayotte.

Les structures volcaniques les plus récentes (cônes et cratères), vieilles de quelques milliers d’années (Holocène), se situent à l’est, sur l’île de Petite Terre. C’est aussi dans cette zone, près de l’aéroport, que des émissions de gaz (dioxyde de carbone et méthane) avaient été signalées au début des années 2000 et interprétées comme étant liées au dégazage d’un réservoir magmatique profond.

Découverte de l’éruption

L’éruption volcanique au large de Mayotte a été documentée pour la première fois en mai 2019, lors de l’expédition scientifique MAYOBS1 effectuée à bord du navire océanographique Marion-Dufresne de l’Ifremer. Durant cette campagne, qui s’est déroulée du 2 au 19 mai 2019, des données de bathymétrie, de réflectivité du fond océanique, d’acoustique de la colonne d’eau, de sondeur de sédiments, de magnétisme et de gravimétrie ont été acquises. Des échantillons de roches et d’eau ont été prélevés. L’ensemble de ces données a permis de mettre en évidence des traces d’activité volcanique récente.

Un édifice volcanique de plus de 800 mètres de hauteur et d’environ 5 kilomètres de diamètre a été découvert en comparant des données bathymétriques anciennes, acquises par le SHOM – Service hydrographique et océanographique de la marine – en 2014, à celles obtenues lors de la campagne MAYOBS1. D’un volume de 5 kilomètres cubes en mai 2019, il s’est formé en quelques mois. Un panache avec des caractéristiques physiques et chimiques typiques des panaches éruptifs a été identifié dans la colonne d’eau au sommet du volcan, attestant d’une éruption lors de cette campagne scientifique.

Image du panache éruptif du volcan sous-marin découvert en 2019 au large de Mayotte

photographie : Image du panache éruptif du volcan sous-marin découvert en 2019 au large de Mayotte

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Obtenue par un sondeur multifaisceaux, cette image montre l'existence d'un panache, d'une hauteur d'environ 2 000 mètres, dans la colonne d'eau au sommet du nouveau volcan. La ligne rouge, qui correspond à l'écho du fond marin, souligne la topographie du volcan. 

Crédits : campagne MAYOBS1

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Ce nouvel édifice est apparu à 3 300 mètres de profondeur, dans la plaine abyssale, à 50 kilomètres à l’est des côtes mahoraises. Il est situé à l’extrémité sud-est d’une ride volcanique d’orientation moyenne N120°E. Cette ride est composée de dizaines d’autres structures volcaniques (cônes, coulées de lave, fissures) qui sont les stigmates d’éruptions plus anciennes ayant eu lieu probablement au cours du Quaternaire. Cette ride est une structure volcanique sous-marine majeure et probablement récente (quelques millions d’années) à l’échelle des temps géologiques. Les échantillons de roches collectés par dragage sur les flancs de ce nouveau volcan montrent que celui-ci est formé de basanites, une roche volcanique basique apparentée aux basaltes. Les observations du fond océanique effectuées avec une caméra révèlent que les pentes du volcan sont constituées de pillow lavas, de laves cordées et de débris. Ces produits volcaniques ne sont pas très différents de ceux qui ont été observés lors des éruptions des volcans du piton de la Fournaise à La Réunion ou bien du Kilauea à Hawaii.

Une activité sismique associée à la formation du volcan

L’activité magmatique a été à l’origine de plusieurs milliers de séismes dont plusieurs centaines ont été assez forts (d’une magnitude supérieure à 4) pour avoir été ressentis par la population parfois plusieurs fois par jour. Les séismes se produisent en essaims, c’est-à-dire qu’ils se succèdent, avec une magnitude comparable, dans une même zone et, dans le cas de l’éruption de Mayotte, sur des périodes de plusieurs mois. Ceci est typiquement le cas lors d’une activité magmatique.

Les séismes les plus importants se sont produits durant les deux premiers mois de la crise, à partir du 10 mai 2018, lorsque le réservoir magmatique a commencé à se fracturer et que le magma s’est propagé vers la surface en ouvrant des fissures dans la lithosphère. Le séisme le plus fort (magnitude 5,9) a eu lieu le 15 mai 2018. Il a occasionné des dégâts et déclenché une panique au sein de la population. Depuis, les séismes sont plus faibles et majoritairement situés au large de Petite Terre, à une distance de cinq à dix kilomètres. Ces essaims sismiques sont particulièrement profonds (entre 25 et 50 km) ce qui est rarement observé. En plus de cette sismicité haute fréquence, de nombreux signaux très basse fréquence, très forts, d’une durée de 20 minutes pour certains, se sont produits. L’un des plus importants a eu lieu le 11 novembre 2018 et a été enregistré par de nombreuses stations sismologiques tout autour du globe. Depuis, plusieurs autres signaux de ce type ont eu lieu. Ils sont aussi typiques d’une activité volcanique et pourraient résulter de la résonance des conduits volcaniques en lien avec les mouvements de fluides (eau ou magma).

Le vidage du réservoir magmatique a engendré des déformations de la surface terrestre. Celles-ci ont été enregistrées à terre à Mayotte par huit stations GNSS (géolocalisation et navigation par un système de satellites). Mayotte s’est déplacée vers l’est et s’est enfoncée à des vitesses très importantes, de l’ordre de plusieurs centimètres par an, ce qui est exceptionnel. La modélisation de ces déformations a montré qu’elles sont bien liées au vidage d’un réservoir profond qui est situé à une distance d’environ trente kilomètres à l’est de Mayotte et à une profondeur de vingt à trente kilomètres, selon les modèles.

La zone éruptive est désormais surveillée par le Réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte (REVOSIMA). Celui-ci, opéré par l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) depuis l’Observatoire volcanologique du piton de la Fournaise à La Réunion (OVPF), en coresponsabilité avec le BRGM et sa direction régionale à Mayotte, s’appuie sur un partenariat scientifique et technique avec principalement l’Ifremer, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et le BRGM. REVOSIMA a été créé à la demande du Premier ministre à l’automne 2019, après la découverte du volcan. Il organise la réponse scientifique et opérationnelle à cet événement. Les personnels scientifiques et techniques de ce réseau récoltent, traitent et analysent quotidiennement les données de déformation et de sismologie et organisent régulièrement des campagnes en mer pour suivre et documenter l’éruption et son évolution.

—  Nathalie FEUILLET

Bibliographie

S. Cesca et al., « Drainage of a deep magma reservoir near Mayotte inferred from seismicity and deformation », in Nature Geoscience, vol. 13, p. 87-93, 2020 (doi: https://doi.org/10.1038/s41561-019-0505-5)

A. Lemoine et al., « The 2018–2019 seismo-volcanic crisis east of Mayotte, Comoros islands: seismicity and ground deformation markers of an exceptional submarine eruption », in Geophysical Journal International, vol. 223, no 1, pp. 22-44, 2020 (doi : https://doi.org/10.1093/gji/ggaa273)

S. P. Hicks, « Geoscience analysis on Twitter », in Nature Geoscience, no 12, pp. 585-586, 2019

N. Feuillet, MAYOBS1 cruise, RV Marion Dufresne, 2019 (doi : https://doi.org/10.17600/18001217)

N. Feuillet et al., Birth of a large volcano offshore Mayotte through lithosphere-scale rifting, AGU, Abstract, V52D-01, 2019 ; MAYOBS, 2019 (doi : https://doi.org/10.18142/291)

Réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte (REVOSIMA), Bulletin (http://volcano.ipgp.fr/mayotte/Bulletin_quotidien/bulletin.html).

Écrit par :

  • : responsable de l'équipe de Géosciences Marines de l'Institut de physique du globe de Paris

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Pour citer l’article

Nathalie FEUILLET, « NAISSANCE D'UN VOLCAN AU LARGE DE MAYOTTE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/naissance-d-un-volcan-au-large-de-mayotte/