Vanuatu : constitution des cratères de la caldeira d'Ambrym.

L'île et la caldeira d'Ambrym, avec les structures actives du Marum en rouge - doc. Nemeth & Cronin réf. ci-dessous en sources.

L'examen des parois verticales des cratères-puits (pit-crater) de la caldeira d'Ambrym, en particulier les parois du Niri Taten et du Mbwelesu (Marum), permet de constater la présence de portions solidifiées de lacs de lave, de réservoirs de magma nourriciers de spatter cones, d'intrusions et de sills (*) situés à un niveau superficiel, connectés à un réseau de dykes (**), dans l'épaisseur des dépôts pyroclastiques.

Les parois du cratère Mbwelesu : le cercle hachuré montre une zone de roches volcaniques pouvant être le conduit  d'un petit puit d'explosion empli de matériaux pyroclastiques; le cercle plein délimite une zone d'intrusion magmatique dans un espace  empli d'agglomérats scoriacés. La surface supérieure irrégulière du lac de lave solidifié situé le plus haut indique que la relative mobilité du lac de lave durant le dépôt de tephra dans le pit crater et la capacité de la lave à "se faire une place" dans ce matériau non consolidé.

Les mécanismes de fonctionnement de la caldeira d’Ambrym et de ses principaux édifices volcaniques, le Bembow et le Marum, indiquent une stabilité de la source magmatique. Les cratères-puits qui s’y sont développés semblent avoir un rôle dans le drainage à grande échelle du magma, à partir du réservoir intracaldérique initial, en vue d’alimenter les éruptions de flanc, comme celles qui ont eu lieu en 1894 et 1915.

Il y a interaction entre les processus régissant d’une part  les niveaux magmatiques hauts ou bas dans les conduits supérieurs et d’autre part l’aquifère – eaux sous-terraines et de pluies – responsable des explosions fréquentes de type phréatique et phréatomagmatiques. Lorsque le niveau du magma baisse dans les conduits, des alluvions remplissent la portion basale du cratère jusqu’à former des lacs boueux. Le magma rencontre ces terrains gorgés d’eau lors de sa montée ; s’en suivent des éruptions explosives qui dégagent et approfondissent le cratère.

Occasionnellement, le magma atteint de tels niveaux qu’il y a formation de lac de lave. Ce lac de lave peut se refroidir et se solidifier, ou partiellement être drainé au travers de sill transversaux, ou même se vider totalement si la lave peut s’échapper latéralement en coulées de flanc, comme ce fut le cas en 1988-1989.

Cratère du Mbwelesu : des sills intrusifs à plusieurs niveaux dans la couche de tephras qui constitue la paroi abritant les anciens lacs de lave, maintenant solidifiés.

Cratère du Niri Taten : un réservoir de lave (lava pond 2) a alimenté un sill superficiel (à droite) qui surmonte une zone de projection de lambeaux de lave (lava spatter) inclue dans les tephras constituant la paroi actuelle du cratère.

Les 3 photos légendées ci-dessus sont extraites du travail de K.Németh & al. réf.en sources.

Une caractéristique du Marum est la présence à faible profondeur d’un complexe de sills et dykes inter-connectés et de réservoir associé à des évents à activité de spattering.

Une fois refroidies, ces structures de sills et dykes ont une fonction importante de contrefort et interviennent dans la stabilité de l’édifice volcanique ; d’autre part, les réservoirs  enfouis de produits fondus sont capables de s’échapper au sein des dépôts pyroclastiques pour générer des coulées de lave inattendues, ce qui tend à une déstabilisation de l’édifice. De plus, d’importants réservoirs magmatiques peuvent garder une température élevée durant de longues périodes et offrir une voie de sortie « préchauffée » pour du magma frais remontant vers la surface.

Cratère du Niri Mbwelesu - au centre de la photo de Marco Fulle, un dyke plus clair -Un clic sur la photo vous mène vers des photos d'Ambrym - expédition 2000 / Volcanodiscovery.

(*) : Sill : "filons-couches" plus ou moins horizontaux, respectant la stratigraphie du volcan.

(**) Dyke - dike : lame de roche magmatique infiltrée dans une fissure de l'encaissant et recoupant de ce fait d'autres couches de roches.

Source :

Volcanic craters, pit craters and high-level magma-feeding systems of a mafic island-arc volcano: Ambrym, Vanuatu, South Pacific - Karoly Nemeth & Shane Cronin
Volcanic Risk Solutions, Institute of Natural Resources, Massey University.