De nouvelles recherches menées par l'Université d'East Anglia (UEA) révèlent que de fortes variations de la surface des volcans peuvent affecter les données collectées par les équipements de surveillance.

Les surfaces de nombreux volcans présentent des parois abruptes ou des falaises. Ceux-ci font souvent partie de caldeiras - de grands cratères laissés par un effondrement précédent - mais peuvent également être causés par le volcan " rifting " - ou la scission - ou l'effondrement du secteur, quand une partie du flanc du volcan glisse.

Cependant, l'effet de ces variations de paysage n'a pas été pris en compte auparavant dans les études de déformation de surface dans les régions volcaniques, même s'ils sont une caractéristique commune.

En outre, les équipements de surveillance tels que les inclinomètres sont généralement placés sur les bords de la caldeira car ils sont souvent plus accessibles, surtout si la caldeira est remplie de lacs. Les inclinomètres mesurent le gradient horizontal du déplacement vertical et peuvent accentuer de petites variations qui passent inaperçues en utilisant d'autres méthodes de surveillance.

Désormais chercheurs de l'UEA, le US Geological Survey et l'Université de Bristol ont découvert que des éléments tels que des falaises peuvent provoquer une inversion du schéma de déformation, conduisant à des données trompeuses enregistrées par les inclinomètres. Leurs conclusions sont publiées dans la revue Lettres de recherche géophysique .

L'équipe a étudié le volcan Kilauea à Hawaï, qui a éclaté en avril dernier, entraînant un effondrement du sommet qui a remodelé les falaises autour de la caldeira. Il a maintenant des falaises presque verticales pouvant atteindre 500 mètres et des marches en forme de terrasse de 50 à 150 mètres.

Les chercheurs affirment que ces nouvelles structures peuvent avoir un impact sur l'inclinaison mesurée sur le réseau existant d'inclinomètres et avoir des implications pour tout nouvel équipement de surveillance installé.

Chercheur principal Dr Jessica Johnson, maître de conférences en géophysique à l'École des sciences de l'environnement de l'UEA, a déclaré:"Les mesures d'inclinaison ont joué un rôle important dans la connaissance des processus volcaniques sur au moins 40 volcans dans le monde. Notre analyse souligne l'importance de prendre en compte les caractéristiques de surface lors de l'évaluation des mesures d'inclinaison sur les volcans actifs, quelque chose qui n'a généralement pas été pris en compte.

« Alors que les données incohérentes à Kilauea ne peuvent pas être complètement expliquées par la topographie, cela peut avoir une certaine influence. Suite à l'effondrement le plus récent à Kilauea, ce problème est susceptible d'être encore plus prononcé et devrait être pris en compte lors de l'installation de nouveaux instruments de surveillance. »

Les chercheurs ont enquêté après avoir trouvé des anomalies dans les données recueillies par l'un des inclinomètres sur le bord de la caldeira du Kilauea avant la dernière éruption. Ils ont cherché à savoir si cela pouvait être dû à la topographie et ont découvert que le mur de la caldeira de 80 mètres de haut provoquait une rotation des données de l'un des inclinomètres de surveillance en s'éloignant du véritable centre de déformation.

"Ces résultats ont des implications pour la conception du réseau et la surveillance continue, " a déclaré le Dr Johnson, qui a visité le Kilauea en juillet dernier et a déjà passé deux ans dans le cadre d'une bourse de recherche à l'Observatoire des volcans d'Hawaï.

"Ils suggèrent que d'autres inclinomètres autour du Kilauea et des volcans dans le monde pourraient être affectés par les bords de la caldeira et d'autres variations brutales du paysage."

Le Dr Johnson a ajouté :« Si cette méthode de surveillance est déjà utilisée, il y a des choses qui peuvent être faites pour corriger le flux de données. Si de nouveaux moniteurs d'inclinaison sont installés, nous devons faire attention à l'endroit où ils sont déployés.

Co-auteur Dr Juliet Biggs, de l'Université de Bristol, a déclaré :« Comprendre ce qui entraîne la déformation du volcan est essentiel pour améliorer l'interprétation des données de surveillance des volcans, et l'élaboration de prévisions d'éruptions probabilistes. Les inclinomètres sont très sensibles aux petits changements dans le conduit volcanique, mais leurs mesures ont été difficiles à interpréter.

"Cette étude jette un nouvel éclairage sur la façon dont ces mesures sont influencées par des caractéristiques de surface telles que des falaises abruptes, et améliorera sans aucun doute notre capacité à interpréter les signaux de surveillance complexes."