Le volcanisme sous-marin : 5 - l'arc Tonga-Kermadec.

                   L'arc des Kermadec, avec les îles en vert et les volcans sous-marins en jaune -
                                       les sites actifs sont marqués par un point rouge.

L'arc des Kermadec est l'extension sud de l'arc océanique Tonga-Kermadec, situé au NE. de la Nouvelle Zélande.
Nonante quatre volcans existent le long de l'arc Tonga-Kermadec dont 74 sous-marins.

1. L'arc des Kermadec :

L'expédition NZAPlume de 1999 a mis sous surveillance la partie sud et trouvé 7 volcans hydrothermalement actifs sur 13. (en rouge sur la carte).
La majorité des évents sont situés à proximité des sommets des volcans. Le volcan "Brothers" a pour sa part desux champs séparés d'évents.

Brothers volcano est une caldeira volcanique mesurant extérieurement 8 x 5 km. , intérieurement 3 - 3,5 km. Un cône s'est formé à l'intérieur de la caldeira profonde de 1.850 m.

                     Bathymétrie du volcan Brothers et zone étudiée par le submersible - Doc. NOAA

Des fumeurs noirs (Black smokers) furent découvert le long des parois NO.
Les fumeurs noirs et la vie luxuriante associée ne furent découvert qu'en 1979, grâce au submersible américain "Alvin". Ils constituent un écosystème basé sur une production primaire assurée par des bactéries chimiosynthétiques; les conditions de vie y sont extrêmes, les fumeurs noirs émettant une eau sulfureuse à très haute température (350°C), non dilué par l'eau de mer avant l'émission.
Les micro-organismes capables de supporter ces hautes températures sont  qualifiés d'hyperthermophiles. Les plus fréquentes sont les archaea, et parmi elles les genres Pyrococcus, Sulfolobus - rencontrés au Yellowstone - Thermoplasma Pyrolobus, etc.
Pyrolobus Fumarii détient le record de température : elle ne se reproduit pas en dessous de 90°C et peut le faire jusqu'à 113°C , et toujours sous une pression élevée ! Des virus thermophiles pouvant infecter ces bactéries ont aussi été découverts.

                      Black smoker - Fumeur noir situé dans la caldeira du "Brothers" - Photo NOAA

Différentes plongées ont revélé des cheminées pouvant aller de 6 à 8 m. de haut, et émettant des fluides de température variant entre 65 et plus de 300°C. (mesures par Pisces V). Les conditions de turbulences n'ont pas permis une exploration totale de la caldeira, sur laquelle il sera intéressant de revenir.

La vie est bien présente malgré le milieu hostile : au centre de la photo, un crabe semble très
 bien se porter. - photo NOAA.

2009 December 16 12:36:42 UTC

La structure des plaques en interaction dans la zone de subduction des Tonga-Kermadec est quelque peu différente de celles des autres zones de convergence de plaques. Les angles de subduction sont plus élevés et, en conséquence, il y a plus de séismes profonds.

Les mesures GPS montrent que l'arc insulaire des Tonga se déplace rapidement vers la Plaque Pacifique (à une vitesse de l'ordre de 20 cm/an; l'endroit où le déplacement des plaques est le plus rapide au monde) avec un léger mouvement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre. En réalité, l'arc des Tonga occupe une microplaque séparée de la Plaque Australienne par des centres d'expansion océanique situés dans le Bassin de Lau (bassin d'arrière-arc). Lorsque le Bassin de Lau s'ouvre (accrétion), l'arc des Tonga se déplace vers l'est en s'écartant de la plaque australienne. Le résultat est une augmentation par addition du taux de convergence du fossé des Tonga. Pendant que l'arc des Tonga se déplace vers l'est, la plaque Pacifique plonge ou pousse l'arc du Tonga produisant de nombreux tremblements de terre durant l'enfoncement de la Plaque Pacifique.

Rappelez-vous la superbe éruption du 17 au 21 mars 2009 sur Hunga Ha'apai qui a permis de vivre en direct une éruption sous-marine et particulièrement ses manifestations aériennes : superbes volutes "cypressoïdes" caractéristiques des éruptions phréatomagmatiques ou surtseyennes (*)

            Double éruption type surtseyen off-shore à gauche et sur l'île Hunga Ha'apai, à droite
                                            photo D.Stephenson 18.03.2009.

Les petites îles de Hunga Tonga et Hunga Ha'apai coiffent un large volcan sous-marin localisé au SSE de l'île Falcon : ces deux îles allongées - s'élevant de 149 et 128 m. au dessus du niveau de la mer -  représentent les restes Ouest et Nord d'une large caldera sous-marine.
La première éruption historiquement répertoriée à cet endroit date de 1912 et a été suivie de nombreuses éruptions sous-marines. (GVP)