Exploration du volcan du Piton de la Fournaise à partir de corrélations d’antennes de bruit de fond sismique

Exploring Piton de la Fournaise volcano from correlations of array type ambient seismic noise records

Lieu/Location : Institut des Sciences de la Terre, Université Joseph Fourier, Grenoble

Durée/Duration : 5 months

Contacts : Florent Brenguier (florent.brenguier ujf-grenoble.fr), Michel Campillo (michel.campillo ujf-grenoble.fr)

Résumé

Le volcan du Piton de la Fournaise (île de La Réunion) est un volcan basaltique, très actif avec une éruption par an en moyenne. Des travaux précédents ont montré qu’il était possible de détecter des perturbations pré-éruptives des propriétés mécaniques du volcan à partir de corrélations de bruit de fond sismique (Brenguier et al. 2008). En revanche, l’origine de ces variations est toujours débattue. Les origines possibles sont, l’augmentation de pression du réservoir magmatique par 1) injection profonde de magma 2) pressurisation par refroidissement et libération de gaz. Le système hydrothermal sous pression pourrait aussi jouer un rôle. Afin de mieux résoudre ces phénomènes en profondeur, nous avons déployé 300 sismomètres en juillet 2014 sur le Piton de la Fournaise dans le cadre de l’expérience VolcArray. Le travail proposé consiste à analyser ces données. L’approche consistera à appliquer des procédures de traitement d’antennes (filtre F-K, beamforming) aux données acquises dans le but d’améliorer la localisation en profondeur des perturbations mécaniques mesurées par corrélations de bruit de fond sismique. Ce travail requiert de bonnes connaissances en sismologie, traitement du signal et outils de calcul informatiques (Matlab ou similaire).

Abstract

Piton de la Fournaise volcano (La Réunion island) is a basaltic, very active volcano with one eruption per year on average. Previous works showed that it was possible to monitor pre-eruptive mechanical property changes of the volcano using continuous records of ambient seismic noise (Brenguier et al. 2008). However, the origin of these changes is still under debate. In particular we are searching for identifying processes of deep magma replenishment, magma pressure buildup, effect of pressurized hydrothermal system. For the purpose of improving the depth resolution of our measurements, we deployed 300 seismometers in July 2014 (VolcArray) on Piton de la Fournaise. The proposed work will consist in employing seismic array processing (F-K filter, beamforming) of ambient seismic noise records to improve our ability to locate at depth changes inferred from correlations of ambient seismic noise. Good knowledge in seismology, signal processing and computational tools (Matlab or similar) are required.

Références

Brenguier, F., Shapiro, N. M., Campillo, M., Ferrazzini, V., Duputel, Z., Coutant, O., & Nercessian, A. (2008). Towards forecasting volcanic eruptions using seismic noise. Nature Geoscience, 1(2), 126-130.