Un nouveau volcan sous-marin s'est formé au large de l'île de Mayotte dans l'océan Indien en 2018. Cela a été démontré par une campagne océanographique en mai 2019. Maintenant, une équipe internationale dirigée par la scientifique Simone Cesca du GeoForschungsZentrum GFZ allemand éclaire les processus profonds à l'intérieur de la Terre avant et pendant la formation du nouveau volcan. Cela s'apparente à la détection d'un nouveau type de signal provenant de l'intérieur de la Terre qui indique un mouvement dramatique des roches en fusion avant l'éruption. Avec leurs méthodes sismologiques spécialement développées, les chercheurs reconstituent la vidange partielle de l'un des réservoirs de magma actifs les plus profonds et les plus grands jamais découverts dans le manteau supérieur. L'étude est publiée dans la revue Géosciences de la nature .

Depuis mai 2018, une séquence inhabituelle de séismes a été enregistrée au large de l'île de Mayotte dans l'archipel des Comores entre l'Afrique et Madagascar. L'activité sismique a commencé avec un essaim de milliers de tremblements de terre "apparemment tectoniques", culminant en un séisme de magnitude 5,9 en mai 2018. Principalement, depuis juin 2018, cependant, une toute nouvelle forme de signal de tremblement de terre a émergé qui était si fort qu'il pourrait être enregistré jusqu'à 1000 kilomètres de distance. Ces signaux d'une durée de 20 à 30 minutes se caractérisent par des notes particulièrement harmoniques, basses fréquences, presque monochromatique, semblable à une grosse cloche ou une contrebasse, et sont appelés signaux à très longue période (VLP). Bien que le centre de l'activité sismique soit situé à près de 35 kilomètres au large de l'est de l'île, un abaissement continu et un mouvement vers l'est de la surface de la Terre à Mayotte avait commencé en même temps que les essaims massifs d'événements VLP ont commencé, s'accumulant à près de 20 cm à ce jour.

Bien qu'il n'y ait eu aucune preuve d'activité volcanique antérieure dans l'épicentre de l'activité sismique, Les scientifiques du GFZ avaient suspecté des processus magmatiques dès le début :les essaims de tremblements de terre dans la croûte supérieure qui surviennent souvent en réaction à la montée du magma et les VLP des années précédentes étaient associés à l'effondrement de grands volcans de la caldeira. Le contenu fréquentiel spécial des signaux VLP est causé par l'oscillation de résonance de la chambre magmatique enfouie. Plus les vibrations sont profondes, plus le réservoir de magma est grand. Cependant, les essaims de tremblements de terre sous le plancher océanique étaient beaucoup plus profonds qu'avec d'autres volcans et les tonalités de résonance des VLP étaient exceptionnellement basses et fortes.

Une équipe internationale dirigée par Simone Cesca, scientifique du GFZ, a analysé les données sismologiques et géodésiques de la région pour étudier ces observations et leur évolution dans le temps. Cependant, les investigations ont été compliquées par le fait qu'il n'y avait pas de réseau sismique au fond de l'océan, et donc, les mesures n'étaient disponibles qu'à grande distance sur Mayotte, Madagascar et en Afrique. « Nous avons essayé d'améliorer la situation initiale défavorable en développant de nouvelles méthodes analytiques spéciales telles que les méthodes de faisceau et de faisceau directionnel, " dit Cesca.

L'équipe a identifié différentes phases d'activité dans la séquence des événements de mai 2018 à aujourd'hui. La phase d'essaim initiale a indiqué un mouvement ascendant rapide de magma à partir d'un réservoir profond du manteau à plus de 30 kilomètres sous la surface de la Terre. Une fois qu'un canal ouvert s'était formé du manteau terrestre au fond marin, le magma a commencé à couler sans entrave et à former un nouveau volcan sous-marin. Une campagne océanographique française a récemment confirmé la naissance du volcan sous-marin, dont l'emplacement coïncide avec la remontée du magma reconstruit.

Dans cette phase, l'activité sismique tectonique apparente a de nouveau diminué, tandis que l'abaissement du terrain sur l'île de Mayotte a commencé. De même, des signaux VLP monofréquences de longue durée ont commencé. "Nous interprétons cela comme un signe de l'effondrement de la chambre magmatique profonde au large de Mayotte, " explique Eleonora Rivalta, co-auteur de l'équipe scientifique. "C'est le réservoir de magma le plus profond (~30 km) et le plus grand du manteau supérieur (plus de 3,4 kilomètres cubes) à ce jour, qui commence à se vider brusquement.

"Comme les fonds marins se trouvent à 3 kilomètres sous la surface de l'eau, presque personne n'a remarqué l'énorme éruption. Cependant, there are still possible hazards for the island of Mayotte today, as the Earth's crust above the deep reservoir could continue to collapse, triggering stronger earthquakes, " says Torsten Dahm, head of the section Physics of Earthquakes and Volcanoes at the GFZ.