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Thèse Année : 2022

Insights into the magma transport beneath active volcanoes from seismic and geodetic networks

Analyse du transport magmatique sous les volcans actifs à partir des mesures des réseaux sismologiques et géodésiques

Cyril Journeau
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1212227
  • IdRef : 265138868

Résumé

The occurrence and style of volcanic eruptions are largely controlled by the mechanisms ofmagma storage and transport from the deep roots of the system to the surface. This functioning often remains misunderstood, in particular for the deep part.In this thesis, we use geophysical measurements from seismic and GNSS networks to constrain the sources activated before and during the eruptions of Piton de la Fournaise (La Réunion, France) and the Klyuchevskoy Volcanic Group (Kamchatka, Russia).The dense networks of instruments present in these two contexts and their strong volcanic activity make them ideal natural laboratories for testing new sophisticated methods aimed atexploring and extracting information on magma transport.We thus applied seismic network methods to analyze in detail the large seismic tremor database associated with the 23 eruptions of Piton de la Fournaise that took place in the 2014-2022 time period. The mechanism of generation of this tremor is directly linked to the shallow magma degassing close to the eruptive sites. The monitoring of its different properties (frequency, amplitude, state) and the comparison with other observables available at the OVPF-IPGP allows a better constraint of the eruptive dynamics of the Piton de la Fournaise dominated by the interactions between the magma liquid and gas phases.The analysis of continuous data from the GNSS network at Piton de la Fournaise allowedus to image the pressure sources active in its deep and shallow system. We also performeda comparison of these pressure sources with the associated seismicity for the pre-eruptive and co-eruptive periods.At the Klyuchevskoy Volcanic Group, the analysis of the tremor over the 2015-2016 timeperiod reveals a wide spatial distribution of its sources spanning the entire crust and connecting different volcanoes of the group. Tremor activity is characterized by rapid vertical and lateral migrations explained by fast pressure transients and dynamic permeability
L’occurrence et le style des éruptions volcaniques sont largement contrôlés par les mécanismes de stockage et de transport du magma à partir des racines profondes du système jusqu’à la surface. Ce fonctionnement reste souvent mal compris, en particulier pour la partie profonde.Dans cette thèse, nous utilisons les mesures géophysiques des réseaux sismiques et GNSS afin de contraindre les sources activées avant et pendant les éruptions du Piton de la Fournaise (La Réunion, France) et du groupe volcanique du Klyuchevskoy (Kamchatka, Russie).Les réseaux d’instruments denses présent dans ces deux contextes et leur forte activéevolcanique en font des laboratoires naturels idéales pour tester des nouvelles méthodes sophistiquées visant à une exploration et extraction de l’information sur le transport du magma.Nous avons ainsi appliqués des méthodes de réseau sismique afin d’analyser en détail la large base de donnée du trémor sismique associée aux 23 éruptions du Piton de la Fournaise ayant eu lieu dans la période 2014-2022. Le mécanisme de génération de ce trémor est directement lié au dégazage superficiel du magma proche des sites éruptifs. Le suivi de ses différentes propriétés (fréquence, amplitude, état) et la comparaison avec d’autres observables disponibles à l’OVPF-IPGP permet une meilleure contrainte de la dynamique éruptive du Piton de la Fournaise dominée par les interactions entre les phases liquides et gazeuses du magma.L’analyse des données continues du réseau GNSS au Piton de la Fournaise nous a permisd’imager les sources de pression actives dans son système profond et superficiel. Nous avonségalement entrepris une comparaison de ces sources de pression avec la sismicité associée pour dans les périodes pré-éruptive et co-éruptive.Au Groupe volcanique du Klyuchevskoy, l’analyse du trémor sur la période 2015-2016 révèleune large distribution spatiale de ses sources s'étalant sur toute la croûte et connectant différents volcans du groupe. L’activité du trémor est caractérisée par des migrations verticales et latérales rapides expliquées par des transients de pression rapides et une perméabilité dynamique.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03925423 , version 1 (05-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03925423 , version 1

Citer

Cyril Journeau. Insights into the magma transport beneath active volcanoes from seismic and geodetic networks. Volcanology. Université Grenoble Alpes [2020-..], 2022. English. ⟨NNT : 2022GRALU024⟩. ⟨tel-03925423⟩
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