Evolution temporelle de la déformation de surface induite par un mécanisme de « stick and slip » dans un conduit éruptif : estimation par modélisation numérique.

Titre : Evolution temporelle de la déformation de surface induite par un mécanisme de « stick and slip » dans un conduit éruptif : estimation par modélisation numérique.

Laboratoire de rattachement : ISTerre, Chambéry

Encadrant : Virginie Pinel et Marielle Collombet, Equipe Géophysique des Volcans.

Téléphone : 04.79.75.86.51

Mots clés : Volcanologie, modélisation numérique, stratovolcan andésitique, Mérapi..

Contexte et objectifs de la mission de stage :

Des cycles de déformations d’une période de quelques heures ont été observés à proximité (moins d’un kilomètre) des conduits éruptifs de stratovolcans andésitiques. Ces cycles sont corrélés aux taux de sismicité et à l’activité éruptive (Voight et al, 98). Il est crucial de comprendre la source de ce signal de déformation afin d’obtenir une information sur l’état physique et dynamique du magma dans le conduit d’alimentation et l’évolution attendue de l’activité éruptive. Albino et al (2011) ont montré que l’amplitude de ces déformations était compatible avec des modifications de viscosité du magma induite par le dégazage. Au cours de ce stage, une hypothèse concurrente de « stick and slip » sera testée. Selon ce mécanisme, la pressurisation du conduit induit un glissement du magma à la paroi, glissement qui dépressurise le système et entraîne un retour à un écoulement fluide classique avec une vitesse d’écoulement nulle en paroi de conduit (Iverson, 2006, Costa et al, 2012). Des modèles mécaniques numériques seront développés afin de quantifier l’évolution temporelle de la déformation attendue en surface par ce mécanisme. L’étude sera appliquée à des volcans andésitiques actifs et instrumentés, tels que le Mérapi dans le cadre du projet ANR DOMERAPI financé pour quatre ans à partir de janvier 2013.

Reférences :
Albino,F., Pinel,V., Massol, H., and Collombet, M., 2011. Conditions for detection of ground deformation induced by conduit flow and evolution, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2010JB007871

Costa, A. and Wadge, G. and Melnik, O., 2012, Cyclic extrusion of a lava dome based on a stick-slip mechanism, Earth and Planet. Sci. Lett.,337-338, 39-46, doi:10.1016/j.epsl.2012.05.011

Iverson, R. M. and Dzurisin, D. and Gardner, C. A. and Gerlach, T. M. and LaHusen, R. G. and Lisowski, M. and Major, J. J. and Malone, S. D. and Messerich, J. A. and Moran, S. C. and Pallister, J. S. and Qamar, A. L. and Schilling, S. P. and Vallance, J. W., 2006, Dynamics of sismogenic volcanic extrusion at Mount St Helens in 2004-05, Nature, 444, 439-443

Voight, B. ,Hoblitt, R. P. ,Clarke, A. B. ,Lockhart, A. B., Miller, A. D., Lynch, L., Remarkable cyclic ground deformation monitored in real-time on Montserrat, and its use in eruption forecasting, 1998, Geophys. Res. Lett., 25, 3,405-3,408.